De NASA-lander InSight Mars heeft voor het eerst een ‘Marsbeving’ geregistreerd en daarmee tientallen miljoenen kilometers verderop voor opwinding onder aardse seismologen gezorgd. De detectie kan een heel nieuw onderzoeksterrein in de studie naar Mars openen.
Het zwakke signaal werd op 6 april opgevangen en is de eerste trilling die volgens wetenschappers uit het binnenste van Mars afkomstig is en niet werd veroorzaakt door krachten aan de oppervlakte, zoals de wind. Maar onderzoekers bestuderen de gegevens nog om de precieze oorsprong van de schok te achterhalen.
De geregistreerde schokgolven waren vrij zwak en zouden overeenkomen met een beving van 2 à 2,5 op de Schaal van Richter, iets wat aan het aardoppervlak amper merkbaar zou zijn. Maar de registratie van deze lichte beving is een baanbrekend moment waarop wetenschappers van InSight sinds de installatie van de seismometer van de lander, in december 2018, en de officiële start van het seismologisch onderzoek, enkele weken geleden, hebben gewacht.
“De eerste maand zeiden we: ‘Dit is prima, geen probleem,’” zegt Bruce Banerdt, hoofdonderzoeker van de InSight-missie. “Maar in de tweede maand was het van: ‘Eh..., ga je gang Mars, komt er nog wat van?’”
“Ik bleef mijn e-mail op de gekste uren van de dag en de nacht checken,” zegt Renee Weber, planetoloog van NASA’s Marshall Space Flight Center en onderzoeker van de InSight-missie. “Nog voordat ik ’s ochtends uit bed stapte, keek ik op mijn smartphone, zo van: ‘Misschien krijgen we vandaag onze eerste beving!’”
Eindelijk, 128 Martiaanse dagen na de landing van InSight, kwam het zwakke signaal binnen. Het team begon het meteen te analyseren en stelde vast dat het vrijwel zeker om een ‘Marsbeving’ ging. “Iedereen slaakte een zucht van verlichting,” herinnert Banerdt zich.
“Ik ben al zo’n dertig jaar op jacht naar deze Marsbeving,” zegt hij. “Dit is een beetje de bekroning van een zoektocht die mijn hele carrière heeft geduurd (...). Ik ben eindelijk bezig met het onderzoeken van gegevens waarvan ik al droomde toen ik in de jaren tachtig van de vorige eeuw met dit werk begon.”
Wat is een 'Marsbeving'?
Bevingen op aarde worden voornamelijk veroorzaakt door de gestage verschuiving van tektonische platen. Terwijl de platen langs of onder elkaar schuiven, worden enorme spanningen in het gesteente opgebouwd die uiteindelijk worden ontladen in een schok die we als aardbeving voelen.
Maar in tegenstelling tot de aarde lijkt Mars geen tektonische platen te hebben. Aangenomen wordt dat Marsbevingen veroorzaakt worden door de gestage afkoeling van de planeet, waarbij gesteente langzaam krimpt en daardoor scheuren aan de oppervlakte ontstaan. Marsbevingen kunnen ook optreden door de inslag van meteorieten en mogelijk door de beweging van magma, diep onder de oppervlakte.
De onderzoekers hopen de trillingen van Mars te kunnen gebruiken om het binnenste van de planeet te bestuderen. Het proces doet denken aan de manier waarop met een echografie in het menselijk lichaam wordt gekeken. Door te bestuderen hoe seismische golven door de planeet heen en weer kaatsen, krijgen de onderzoekers een beeld van de interne structuur van Mars.
Wat kunnen we uit de beving opmaken?
De nu geregistreerde beving is te zwak om wetenschappers veel te kunnen vertellen over wat zich onder het roestrode oppervlak van Mars afspeelt, en dat geldt ook voor drie andere Marsbevingen die nog niet zijn bevestigd. Maar dat betekent niet dat het signaal geen waarde heeft.
“Het kan ons alvast iets vertellen over de mate waarin Mars actief is,” zegt Banerdt.
Op aarde bestaat er een goed gedocumenteerde verhouding – de Wet van Gutenberg-Richtergenoemd – tussen de zwaarte van een aardbeving en de frequentie waarmee zo’n schok zich voordoet. Volgens de wet neemt bij elke toename van één magnitude (bijvoorbeeld van 4 naar 5 op de Schaal van Richter, waarbij per eenheid 32-maal méér energie vrijkomt) de frequentie van een aardbeving met een factor tien af. Dezelfde regel geldt ook voor de maan, zegt Banerdt. Door de frequentie van deze zwakke Marsbevingen bij te houden, zouden wetenschappers antwoord moeten krijgen op de vraag hoe vaak zware bevingen op Mars voorkomen.
De ongebruikelijk lange duur van de beving – die zo’n tien minuten aanhield – kan ook inzicht bieden in de eigenschappen van het oppervlak van Mars. Volgens Weber lijken deze Marsbevingen meer op seismische golven die tijdens de Apollo-missies op de maan werden geregistreerd dan op aardbevingen.
Het verschil tussen bevingen op aarde en die op de maan zou kunnen liggen aan de verschillende samenstelling van de bodem op beide hemellichamen, legt Weber uit. De maan is bedekt met stof dat regoliet wordt genoemd, een ultrafijn poeder van scherpe stofdeeltjes dat in de loop der millennia is gevormd door meteorietinslagen en andere erosieprocessen. Op aarde worden voortdurend kleine zandkorrels gevormd door de actieve geologie van onze planeet, waardoor de samenstelling van bodems op aarde verschilt van die op de maan. En dat is de reden waarom seismische golven op verschillende manieren door de buitenste schillen van de aarde en de maan kaatsen. Signalen die op aarde als korte en scherpe uitbarstingen worden geregistreerd, zouden op de maan tot langere signalen worden uitgesmeerd.
Weber waarschuwt ervoor dat de langdurige trillingen op Mars niet meteen betekenen dat de samenstelling van de bodem de oorzaak is. Het team van InSight werkt hard aan het verzamelen van meer details.
“We hadden een heel scala van instrumenten klaarstaan om seismische activiteit te analyseren als die eenmaal geregistreerd zou worden (...), dus was het een beetje frustrerend dat deze eerste signalen niet echt geschikt zijn om door de gereedstaande instrumenten te worden bestudeerd,” zegt Weber. “Maar dat betekent alleen maar dat het voor ons nog spannender wordt, omdat we nu nieuwe instrumenten in elkaar moeten zetten.”
Is er hoop op meer?
Hoe langer InSight op Mars actief blijft, des de meer bevingen zal hij waarnemen; als deze eerste signalen inderdaad Marsbevingen zijn, dan zal dat blijken uit meerdere observaties. Volgens Weber zal InSight op enig moment tijdens zijn missie vrijwel zeker de schok van een meteorietinslag waarnemen, gezien het aantal inslagen dat op satellietbeelden is geobserveerd.
“Het is slechts een kwestie van tijd voordat we andere soorten schokken zullen waarnemen,” zegt hij.
Maar wat InSight ook zal ontdekken, elk schokje en rillinkje zal ons iets meer vertellen over de Rode Planeet, zegt Tanya Harrison, Mars-wetenschapper aan de Arizona State University. “Het draagt bij aan ons beeld van Mars als een plek die nog steeds actief is – heel anders dan het beeld dat we nog in de tijd van de Viking 1en 2 hadden,” zegt zij, verwijzend naar de sondes die in de jaren zeventig van de vorige eeuw door de NASA naar Mars werden gestuurd en op het oppervlak van de Rode Planeet landden. “We hebben onze informatie langzaam op basis van die missies opgebouwd.”
Uit elk nieuw experiment lijkt naar voren te komen dat de Rode Planeet veel complexer is dan we dachten, zegt zij: inslagkraters, puinlawines, poolkappen die zich verplaatsen en nu mogelijk aanwijzingen voor activiteit in het binnenste van de planeet.
Hoewel wetenschappers verrukt zijn over de ontdekking, zijn ze nog enthousiaster over toekomstige waarnemingen.
“Blijf luisteren – ik weet zeker dat er nog meer komt,” zegt Banerdt.
Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com
