Wie auf der Erde bleibt auch das felsige Innere des Mars größtenteils ein Rätsel, da das Innere des Planeten für Menschen unzugänglich ist.
Aber ein großer neuer Durchbruch könnte neue Erkenntnisse darüber liefern, wie der Mars entstand, sich entwickelte und zu der kargen Welt wurde, die er heute ist.
Denn zwei neue Studien haben dazu beigetragen, eine bisher unbekannte geschmolzene Schicht aufzudecken, die den Kern des Planeten umhüllt.
Die beteiligten Wissenschaftler verglichen es mit einer „Heizdecke“ und sagten, die Entdeckung lege nahe, dass der Marskern wahrscheinlich kleiner und dichter sei als bisher angenommen.
Ihre Ergebnisse wurden als „die bisher genauesten und präzisesten Schätzungen der Kern- und Mantelstruktur des Mars“ beschrieben.
Das Innere des Mars: Daten des Insight-Landers der NASA haben dabei geholfen, eine geschmolzene Schicht zu entdecken, die den Kern des Roten Planeten umhüllt
Aufschneiden des Roten Planeten: Wissenschaftler verglichen ihn mit einer „Heizdecke“ und sagen, die Entdeckung deutet darauf hin, dass der Marskern wahrscheinlich kleiner und dichter ist als bisher angenommen
Vedran Lekic, Professor für Geologie an der University of Maryland und Mitautor einer der neuen Studien, sagte: „Die Decke isoliert nicht nur die vom Kern kommende Wärme und verhindert, dass der Kern abkühlt, sondern konzentriert auch radioaktive Elemente, deren.“ Zerfall erzeugt Hitze.
„Und wenn das passiert, ist der Kern wahrscheinlich nicht in der Lage, die Konvektionsbewegungen zu erzeugen, die ein Magnetfeld erzeugen würden – was erklären kann, warum der Mars derzeit kein aktives Magnetfeld um sich herum hat.“
Experten gehen davon aus, dass der Mars einst ein ähnliches Magnetfeld wie die Erde hatte, das sich vor Milliarden von Jahren abschaltete und dank magnetisierter Mineralien in der Marskruste nur noch Magnetismusflecken hinterließ.
Ohne einen ihn umgebenden Schutzschild wäre der Rote Planet dann extrem anfällig für starke Sonnenwinde gewesen, wodurch er sämtliches Wasser auf seiner Oberfläche verloren hätte und kein Leben mehr auf ihm möglich wäre.
Lekic glaubt, dass der Unterschied in der inneren Zusammensetzung zwischen Erde und Mars wahrscheinlich erklärt, warum die beiden Planeten sehr unterschiedliche Entwicklungswege eingeschlagen haben, die vor etwa 3,7 Milliarden Jahren zur Entstehung von Leben auf der Erde führten.
„Die thermische Abdeckung des metallischen Kerns des Mars durch die Flüssigkeitsschicht an der Basis des Mantels impliziert, dass externe Quellen notwendig sind, um das in der Marskruste während der ersten 500 bis 800 Millionen Jahre ihrer Entwicklung aufgezeichnete Magnetfeld zu erzeugen“, sagte der Henri Samuel, Hauptautor des Artikels vom französischen Nationalen Zentrum für wissenschaftliche Forschung.
„Bei diesen Quellen könnte es sich um energetische Stöße oder Kernbewegungen handeln, die durch Gravitationswechselwirkungen mit antiken Satelliten erzeugt werden, die inzwischen verschwunden sind.“
Die Forscher fügten hinzu, dass die Ergebnisse dazu beitragen würden, das Verständnis der Wissenschaftler über die Entstehung terrestrischer Planeten wie Mars und Erde zu verbessern und mehr darüber zu erfahren, woraus sie bestehen.
Die innere Struktur des Roten Planeten wurde ursprünglich von der InSight-Mission der NASA kartiert – einer Sonde, die im November 2018 auf dem Mars landete und ihre Mission letztes Jahr abschloss.
Schlussfolgerung: Die neuen Studien stützen Theorien, dass der Mars einst ein Ozean aus geschmolzenem Magma war, der später kristallisierte und eine Schicht aus Silikatschmelze erzeugte, die mit Eisen und radioaktiven Elementen angereichert war, an der Basis des Planetenmantels
Wissenschaftler überschütten jedoch immer noch die Daten der Mission.
Dies hat dazu beigetragen, die Existenz einer dünnen Schicht geschmolzener Silikate aufzudecken – gesteinsbildende Mineralien, die die Kruste und den Mantel sowohl der Erde als auch des Mars bilden –, die den flüssigen Eisenkern des Roten Planeten umgibt.
Mit der neuen Entdeckung dieser Schicht kamen die Forscher zu dem Schluss, dass der Marskern wahrscheinlich sowohl dichter als auch kleiner ist als frühere Schätzungen vermutet hatten.
Diese Annahme wird auch durch geophysikalische Daten und Analysen von Marsmeteoriten gestützt.
Eine separate neue Studie unter der Leitung von Forschern der ETH Zürich in der Schweiz legt außerdem nahe, dass der flüssige Eisenkern tatsächlich von einer 150 km dicken Schicht aus nahezu geschmolzenem Silikatgestein umgeben ist, von der fälschlicherweise angenommen wurde, dass sich die Oberfläche darin befindet die Oberfläche des Kerns.
Wie sich der Mars entwickelte: Die von diesen radioaktiven Elementen ausgehende Wärme hätte die thermische Entwicklung und die Abkühlungsgeschichte der Marswelt dramatisch verändert, sagen Experten
Die Analyse von Messungen von InSight ergab im Jahr 2021, dass der Mars einen Kern geringer Dichte aus flüssigem Eisen und leichteren Elementen wie Schwefel, Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff hatte.
Dies passt jedoch nicht zu Schätzungen darüber, wie häufig solche leichteren Elemente zum Zeitpunkt der Entstehung des Roten Planeten vorkamen.
Die neuen Studien stützen Theorien, dass der Mars einst ein Ozean aus geschmolzenem Magma war, der später kristallisierte und eine Schicht aus Silikatschmelze erzeugte, die mit Eisen und radioaktiven Elementen angereichert war, an der Basis des Planetenmantels.
Die von diesen radioaktiven Elementen ausgehende Wärme hätte dann die thermische Entwicklung und die Abkühlungsgeschichte der Marswelt dramatisch verändert, sagen Experten.
„Wenn diese Schichten weit verbreitet sind, können sie ziemlich große Folgen für den Rest des Planeten haben“, sagte Lekic.
„Ihre Existenz kann uns Aufschluss darüber geben, ob Magnetfelder erzeugt und aufrechterhalten werden können, wie Planeten im Laufe der Zeit abkühlen und wie sich die Dynamik ihres Inneren im Laufe der Zeit verändert.“
Die beiden neuen Studien wurden hier und hier in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.
WAS WAREN DIE DREI SCHLÜSSELINSTRUMENTE VON INSIGHT?
Werkzeuge: Der InSight-Lander (im Bild) verfügte über drei Schlüsselinstrumente
Drei Schlüsselinstrumente ermöglichten es dem InSight-Lander, den Puls des Roten Planeten zu messen:
Seismometer: Der InSight-Lander trug eine SeismometerSEIS, das den Puls des Mars lauschte.
Dabei wurden die Wellen aufgezeichnet, die sich durch die innere Struktur eines Planeten ausbreiten.
Die Untersuchung seismischer Wellen verrät uns, was die Wellen erzeugen könnte.
Auf dem Mars vermuten Wissenschaftler, dass die Ursache Marsbeben oder Meteoriten sein könnten, die auf die Oberfläche einschlagen.
Wärmesonde: Die Wärmeflusssonde HP3 von InSight hat sich tiefer eingegraben als alle anderen Schaufeln, Bohrer oder Sonden auf dem Mars zuvor.
Die Aufgabe bestand darin, zu untersuchen, wie viel Wärme noch aus dem Mars abfließt.
Funkantennen: Wie die Erde wackelt auch der Mars ein wenig, während er sich um seine Achse dreht.
Um dies zu untersuchen, verfolgten zwei Radioantennen, die Teil des RISE-Instruments sind, den Standort des Landers sehr genau.
Dadurch konnten Wissenschaftler die Reflexe des Planeten testen und erhielten Informationen darüber, wie sich die tiefe Innenstruktur auf die Bewegung des Planeten um die Sonne auswirkt.