SEIS-seismometerpaketet från Mars InSight-landaren har samlat in sitt första kontinuerliga marsår med data, avslöjar några överraskningar bland de mer än 500 marsbävningar som hittills upptäckts.

Vid Seismological Society of America (SSA) årsmöte 2021, Savas Ceylan från ETH Zürich diskuterade några av fynden från The Marsquake Service, den del av InSights markteam som upptäcker marsbävningar och sammanställer planetens seismicitetskatalog.

Marsquakes skiljer sig från jordbävningar på flera sätt, Ceylan förklarade. Till att börja med, de är mycket mindre än jordbävningar, med den största händelsen som registrerats på teleseismiska avstånd runt magnituden 3,6. SEIS kan upptäcka dessa små händelser eftersom det seismiska bakgrundsbruset på Mars kan vara mycket lägre än på jorden, utan den konstanta darrningen som produceras av havsvågor.

"Under en stor del av ett marsår, från runt solnedgången till tidiga timmar, Mars atmosfären blir väldigt tyst, så det finns inget lokalt brus heller, " sade han. "Dessutom, våra sensorer är optimerade och skärmade för drift under svåra Mars-förhållanden, som extremt låga temperaturer och de extrema dygnstemperatursvängningarna på den röda planeten."

Marsquakes finns också i två distinkta varianter:lågfrekventa händelser med seismiska vågor som utbreder sig på olika djup i planetens mantel, och högfrekventa händelser med vågor som verkar fortplanta sig genom skorpan. "När det gäller hur den seismiska energin avtar över tiden, de lågfrekventa händelserna verkar vara mer som jordbävningar" där skakningarna dör bort relativt snabbt, Ceylan sa, "medan de högfrekventa händelserna liknar månbävningar" håller i sig under längre perioder.

De allra flesta händelserna är högfrekventa och inträffar på hundratals kilometers avstånd från landaren. "Det är inte helt klart för oss hur dessa händelser skulle kunna begränsas till enbart högfrekvent energi medan de inträffar på så stora avstånd, sade han. Dessutom, frekvensen av dessa händelser verkar variera under marsåret, vilket är ett mönster som vi inte alls känner till från jorden."

Endast en handfull marsbävningar har tydliga seismiska fasankomster - den ordning i vilken de olika typerna av seismiska vågor anländer till en plats - vilket gör att forskare kan beräkna riktningen och avståndet som vågorna kommer ifrån. Alla dessa marsquakes härstammar från ett nedsänkt område av ytan som kallas Cerberus Fossae, cirka 1800 kilometer från InSight Lander.

Cerberus Fossae är en av de yngsta geologiska strukturerna på Mars, och kan ha bildats av utvidgningsförkastningar eller sättningar på grund av vallförläggning. Nyligen genomförda studier tyder på att förlängningsmekanismen kan vara källan till Cerberus Fossae-bävningarna, Ceylan noterade, "dock, vi har en lång väg framför oss för att kunna förklara de viktigaste tektoniska mekanismerna bakom dessa skalv."

Den största utmaningen för Marsquake Service och InSights forskarteam har varit att "anpassa sig till oväntade signaler i data från en ny planet, " sa Ceylan.

Även om det gjordes betydande ansträngningar för att skydda SEIS från icke-seismiskt brus genom att täcka det och placera det direkt på Mars yta, dess data är fortfarande förorenade av väder och landningsljud.

"Vi behövde förstå bruset på Mars från början, upptäck hur våra seismometrar beter sig, hur Mars atmosfär påverkar seismiska inspelningar, och hitta alternativa metoder för att tolka data på rätt sätt, sa Ceylan.

Det tog ett tag för tjänsten att vara "säker på att identifiera de olika händelsetyperna, " han lade till, "att skilja dessa svaga signaler från det rika och varierade bakgrundsbruset, och att kunna karakterisera dessa nya signaler på ett systematiskt sätt för att tillhandahålla en självständig katalog."

InSights seismicitetskatalog och data släpps till allmänheten via IPG Paris, IRIS, och PDS på ett tremånadersschema, med tre månaders datafördröjning.