De Marsbodem beeft

Het rommelt flink op de planeet Mars. NASA’s Marslander InSight, die is uitgerust met seismische apparatuur, heeft tijdens de eerste tien maanden na zijn landing 174 bevingen en (vooral) bevinkjes geregistreerd.

InSight landde op 26 november 2018 op Elysium Planitia, een miljarden jaren oude vlakte aan de evenaar van Mars. Het hoofddoel van deze missie is het onderzoek van het inwendige van de planeet. Daarbij worden voor het eerst gerichte seismische metingen gedaan. Weliswaar waren ook de beide Vikinglanders die in 1976 op Mars zijn geland voorzien van seismometers, maar die leverden geen bruikbare gegevens op.

Twintig opvallende bevingen

Verreweg de meeste marsbevingen die InSight heeft geregistreerd blijken dermate klein te zijn, dat een astronaut op het oppervlak er niets van zou merken. Slechts ruim twintig ervan waren van magnitude 3 tot 4 op de zogeheten momentmagnitudeschaal, die ruwweg overeenkomt met de bekende schaal van Richter.

Bevingen van magnitude 3 tot 4 zijn in beginsel krachtig genoeg om hun oorsprong te kunnen herleiden. Bij (tot nu toe) twee ervan is dat ook daadwerkelijk gelukt. De betreffende bevingen speelden zich af bij de Cerberus Fossae, ongeveer 1.600 kilometer ten oosten van de landingsplek van InSight. Dit is een gebied waar de korst van Mars grote scheuren vertoont en waar ‘recent’ – twee tot tien miljoen jaar geleden – lavastromen zijn geweest. De vrij krachtige bevingen ter plaatse bevestigen het vermoeden dat hier nog steeds tektonische activiteit is.

De analyses van de eerste seismische data van InSight, die maandag in Nature Geoscience en Nature Communications zijn gepubliceerd, hebben ook informatie opgeleverd over een heel ander deel van de planeet: zijn atmosfeer. Overtrekkende lagedrukgebieden en stofhozen tillen de grond voldoende op om door de seismometer te worden geregistreerd. En ook harde wind veroorzaakt een herkenbaar ‘seismisch’ signaal.

Uit de registraties blijkt dat de wind ter plaatse tussen middernacht en zonsopkomst aantrekt. De oorzaak ligt bij koelere lucht die vanuit de hooglanden op het zuidelijk halfrond over Elysium Planitia stroomt. Zodra de zon de vlakte begint op te warmen ontstaan turbulenties in de atmosfeer, die halverwege de middag kunnen uitgroeien tot stofhozen. In de loop van de avond gaat de wind weer liggen, en dat is maar goed ook want de seismometer van InSight heeft absolute rust nodig om het inwendige gerommel van Mars te kunnen registreren.

Harde bodem

Wat ontbreekt in de zes publicaties zijn de resultaten van een instrument van Duitse makelij, dat door InSight op Mars is neergezet om te meten hoeveel warmte er uit het planeetinwendige komt. Dit instrument, liefkozend de ‘mol’ genoemd, bestaat uit een veertig centimeter lange pen die een lint van warmtesensoren achter zich aan sleept. Het moet zichzelf met behulp van een hamermechanisme de grond in ‘heien’.

Al bij de allereerste poging, op 28 februari vorig jaar, ging het mis. De mol bleef op 35 centimeter steken, terwijl hij een diepte van vijf meter moet kunnen bereiken. Eerst werd nog gedacht dat de pen op een steen was gestuit, maar inmiddels is duidelijk dat de bodemstructuur ter plaatse heel anders is dan verwacht. Hij is niet zanderig, maar hard. Mogelijk heeft omlaag sijpelend water zouten afgezet, die samen met het fijne marszand een soort cementlaag vormen.

De wanden van de gaten die in deze zogeheten duricrust ontstaan, bieden zo weinig grip dat de mol zich niet goed kan ingraven. Om dat te verhelpen zal nu worden geprobeerd om de pen met de schep van InSight’s robotarm een duwtje in de rug te geven. Of dat iets uithaalt, moet de komende weken blijken.