Femtio år efter att Apollo 11-astronauterna satte ut den första seismometern på månens yta, NASA InSights seismiska experiment överför data som ger forskare möjlighet att jämföra marsbävningar med månen och jordbävningar.

Seismologer som driver Marsquake Service vid ETH Zürich gungade och rullade bokstavligen när de upplevde, för första gången, två "marsquakes" i universitetets skalvsimulator. Forskare laddade upp faktiska data från marsbävningar som upptäcktes på Mars soldag eller Sol 128 och 173. Marbävningarna upptäcktes av SEIS-seismometern, vars mycket känsliga elektronik levererades av Aerospace Electronics and Instruments laboratory vid ETH.

Två typer av Marsquakes

SEIS innehåller utan tvekan den känsligaste seismometern som någonsin använts, kan detektera även de svagaste seismiska signalerna på Mars. Forskare var tvungna att förstärka marsbävningssignalerna med en faktor 10 miljoner för att göra de tysta och avlägsna skakningarna märkbara i ETH Zürichs skalvsimulator och för att jämföra dem med en liknande förstärkt måne och jordbävning.

"Vi observerar för närvarande två familjer av skalv på Mars, " säger Dr Simon Stähler. "Det första skalvet var en högfrekvent händelse mer lik en månbävning än vi förväntade oss. Det andra skalvet var en mycket lägre frekvens, och vi tror att det kan bero på avståndet. Det lägre frekvensskalvet inträffade troligen längre bort från seismometern. Jämfört med varaktigheten av jordbävningar, båda typerna av marsquakes varar längre."

Jorden, måne, och Marsquakes

Medan seismiska vågor som färdas genom jorden vanligtvis kvarstår mellan 10 sekunder till några minuter, månbävningar kan vara upp till en timme eller mer. Omfattningen av den seismiska signalen beror på avstånd och skillnader i geologiska strukturer. Om man jämför jordens och månens ytor, det kan vara förvånande att lära sig att jordskorpan är mer homogen än månens. Miljarder år av meteoritnedslag spräckte månskorpan och det finns ingen process, på månen, som "bakar" ihop stenarna. På jorden, vulkanism, innervärme, och plattektonik, såväl som erosion och avsättning från vatten och vind smälter samman brutna stenar och skapar en relativt obruten och skiktad skorpa som snabbt raderar spåren av meteoritnedslag.

"Den heterogena månskorpan sprider seismiska vågor, liknande de ekon man kan uppleva när man ropar i oländig bergsterräng, " säger Dr John Clinton, som leder verksamheten vid Marsquake Service vid ETH Zürich. Jordskorpan och manteln, i jämförelse, är genomskinliga för seismiska vågor - ungefär som ett vidöppet utrymme är för ljudvågor. Medan seismiska sensorer på jorden "hör" jordbävningssignaler rent, på månen upptäcker seismiska sensorer en uppsjö av ekon som förvränger signalen vilket gör det mycket svårt att ens identifiera var signalerna börjar. Medan seismisk forskning fortfarande är i sin linda på Mars, marsquakes verkar vara någonstans mellan månen och jordbävningar. Forskare känner igen de första seismiska signalerna från marsbävningen, men signalerna som följer innehåller fler ekon än forskarna förväntade sig. Varaktigheten av en marsbävningssignal kan vara cirka 10 till 20 minuter. Forskare vet ännu inte om den brutna delen av Marsskorpan är bara några kilometer djup, som det är på månen, eller om det är grundare.

Marsquake Service Ops

Domenico Giardini, Professor i geofysik och seismologi, leder det schweiziska deltagandet i InSight-uppdraget. Han etablerade Marsquake Service (MQS) center vid ETH Zürich. Ungefär, två gånger varje dag, ett internationellt team på tio seismologer analyserar seismiska data från Mars i syfte att upptäcka och karakterisera marsbävningar.

Eftersom det bara finns en seismometer på Mars, Giardini och hans team kombinerar metoder hämtade från seismologins tidiga dagar, när det bara fanns några seismometrar på jorden, med moderna analysmetoder för att lokalisera seismiska händelser. I sista hand, forskare tittar på seismiska data för att svara på frågor, inte bara om Mars inre geologiska struktur, men också hur tidiga planeter i det inre solsystemet bildades för mer än fyra miljarder år sedan.