Roter Planet

Sonnenfinsternis auf dem Mars lässt Seismometer ausschlagen - Experten sind erstaunt

  • Tanja Banner
    vonTanja Banner
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Das Seismometer des Nasa-Landers „InSight“, das eigentlich Mars-Beben misst, reagiert auch auf eine Sonnenfinsternis auf dem roten Planeten. Was steckt dahinter?

  • Auf dem Mars verursacht der kleine Mond Phobos viele kurze Sonnenfinsternisse.
  • Forscher untersuchen die Mars-Sonnenfinsternisse mit Hilfe des Nasa-Landers „InSight“.
  • Dessen Seismometer reagiert auf die Sonnenfinsternis - was steckt dahinter?

Eine Sonnenfinsternis ist ein beeindruckendes Ereignis: Der Mond schiebt sich vor die Sonne und verdeckt diese - auf der Erde wird es für kurze Zeit dunkler und kühler, ein Wind kommt auf und die Tierwelt verstummt. Während dieses Ereignis auf der Erde nur selten zu beobachten ist - im 21. Jahrhundert gibt es nur 68 totale Sonnenfinsternisse - findet es auf dem Mars recht häufig statt.

Der Mars-Mond Phobos umkreist den Mars einmal in sieben Stunden, dabei ist an jedem Ort auf dem Mars etwa ein Mal im Jahr zu sehen, wie Phobos vor der Sonne vorbeizieht. „Allerdings sind die Eklipsen auf dem Mars kürzer, sie dauern nur 30 Sekunden und die Bedeckung ist nie vollständig“, erklärt Simon Stähler, Seismologe am Institut für Geophysik der ETH Zürich. Doch das Ereignis lässt sich trotzdem beobachten - und zwar gleich mehrfach an einem Standort: Innerhalb von drei Tagen kommt es zu einer bis sieben Sonnenfinsternissen, die auch schon von Mars-Rovern wie „Curiosity“ und „Opportunity“ fotografiert wurden.

Der Mars-Mond Phobos zieht vor der Sonne vorbei und verursacht eine Sonnenfinsternis - fotografiert vom Mars-Rover „Curiosity“.

Welchen Effekt haben Sonnenfinsternisse auf dem Mars?

Forschende der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) wollten herausfinden, ob eine Sonnenfinsternis auf dem Mars ähnliche Effekte auslöst wie auf der Erde - also ein Absinken der Temperatur und damit einhergehende Windböen. Dazu nutzten sie die Daten der Nasa-Mars-Sonde „InSight“. Wie die Forscher es erwartet hatten, registrierten die Solarzellen des Mars-Landers die Sonnenfinsternisse, die seit der Landung von „InSight“ an der Landestelle zu sehen waren.

Das Seismometer des Mars-Landers „InSight“ inmitten einer Sonnenfinsternis des Mars-Mondes Phobos.

Während einer Sonnenfinsternis sank die Sonneneinstrahlung auf die Solarzellen von „InSight“ um 30 Prozent. Die Wetterstation an Bord des Mars-Landers konnte keine Wind-Veränderungen wahrnehmen - dafür sorgten gleich zwei andere Instrumente für große Verblüffung: Das Magnetometer und das Seismometer maßen Effekte der Sonnenfinsternis.

Seismometer auf dem Mars sorgt für Verblüffung - Effekt der Sonnenfinsternis gemessen

Beim Magnetometer konnten sich die Forscher die Messung noch erklären: Der Stromabfall auf den Solarzellen könnte damit zu tun haben. Doch was hatte es mit der Messung des Seismometers auf sich? „Das Seismometer-​Signal haben wir nicht erwartet, es ist eine Kuriosität“, sagt Stähler. Eigentlich zeichnet das Instrument Mars-Beben auf - rund 40 Beben wurden bisher registriert.

Durch die Sonnenfinsternis kippte das Seismometer auf dem Mars etwas in eine bestimmte Richtung - und zwar so minimal, dass es kaum vorstellbar ist: „Stellen Sie sich ein Fünffrankenstück vor und schieben Sie auf der einen Seite zwei Silberatome darunter“, erklärt Stähler. Die Neigung wäre mit menschlichem Auge quasi nicht wahrzunehmen - doch die Instrumente von „InSight“ nahmen sie wahr. Doch warum kippte das Seismometer? Die einfachste Erklärung sei die Anziehungskraft des Mars-Mondes Phobos, so das Forscher-Team, das diese Theorie jedoch ausschließt: Dann müsste das Instrument jedes Mal etwas messen, wenn Phobos über den Himmel zieht. Als wahrscheinlichste Ursache für das Kippen haben die Forschenden etwas anderes ausgemacht: „Während der Finsternis kühlt sich der Boden ab. Er verformt sich ungleichmäßig und löst so die Neigung aus“, so Martin van Driel von der Gruppe für Seismologie und Wellenphysik.

Sonnenfinsternis auf dem Mars: Boden kühlt ab - und das Seismometer kippt

Diese Theorie wird von einer Messung eines Infrarotsensors auf dem Mars unterstützt: Er maß während der kurzen Sonnenfinsternis eine Abkühlung des Bodens um zwei Grad. Diese Kältewelle dringt nach Angaben der Forschenden zwar nicht tief in den Boden ein, hat jedoch genau die richtige Größenordnung, um das leichte Kippen des Seismometers zu verursachen.

Die Forschenden könnten das Kipp-Signal des Seismometers dazu verwenden, die Bahn des Mars-Mondes Phobos genauer zu bestimmen. Die Position von „InSight“ ist der am präziseste vermessene Ort auf dem Mars. Wenn man weiß, wann eine Sonnenfinsternis an diesem Ort genau beginnt und endet, kann man aus diesen Daten die exakte Mond-Umlaufbahn berechnen. Das wird unter anderem dann wichtig, wenn man einen der beiden kleinen Mars-Monde Phobos oder Deimos im Rahmen einer Weltraum-Mission ansteuert.

Die Forschungsergebnisse hat das Forschungsteam im Fachmagazin „Geophysical Research Letters“ veröffentlicht. (Tanja Banner)

Rubriklistenbild: © NASA/JPL-Caltech

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