Ein Marsbeben vom 25. August 2021 unter dem westlichen Valles Marineris entstand durch seitliches Gleiten von Gestein entlang einer tiefen Verwerfung. Die Analyse seismischer Wellen der Sonde InSight zeigt eine Blattverschiebung in 20 bis 40 Kilometern Tiefe nahe Ius Chasma. Alte Bruchzonen aus der Entstehungszeit des Canyons reagieren damit noch heute auf Spannungen, obwohl der Mars keine Plattentektonik besitzt. Die Bewegung lässt sich weder durch Einschläge noch durch Hangrutsche erklären. Ein einzelnes Ereignis belegt damit anhaltende tektonische Aktivität in der größten Canyon-Struktur des Sonnensystems.
Die Valles Marineris erstrecken sich nahezu 3900 Kilometer entlang des Marsäquators, erreichen stellenweise eine Breite von 600 Kilometern und eine Tiefe von über neun Kilometern. Sie entstanden vor Milliarden Jahren im Zusammenhang mit der Bildung der Tharsis-Vulkanregion durch Rifting und möglicherweise transtensionale Prozesse. Bisher galten die Canyons vor allem als geologisches Relikt einer frühen Phase der Planetenentwicklung. Neue seismische Daten ändern dieses Bild.
Das Beben mit der Bezeichnung S0976a registrierte die NASA-Sonde InSight am Sol 976 ihrer Mission. Es handelte sich um ein niederfrequentes Ereignis, dessen Wellen den Planeten durchquerten und Informationen sowohl über den Kern als auch über die Quelle selbst lieferten. Die Imperial College London und die Columbia University werteten die Wellenformen aus.
Die Forscher rekonstruierten den Fokusmechanismus aus Ankunftszeiten, Schwingungsrichtungen und Amplituden der P- und S-Wellen sowie ihrer freien Oberflächen-Multiple. Die Inversion mit synthetischen Wellenformen auf Basis verschiedener Geschwindigkeitsmodelle ergab eine Strike-Slip-Bewegung, also eine Blattverschiebung mit horizontalem Versatz. Die Nodalebenen stehen steil, mit Streiks um 60 Grad und 330 Grad sowie Einfallswinkeln nahe 80 Grad. Die Schwerpunkttiefe liegt im mittleren bis unteren Krustenbereich, typischerweise zwischen 20 und 40 Kilometern, und damit über der Mohorovičić-Diskontinuität bei etwa 55 bis 65 Kilometern.
Die Magnitude lag bei Mw 3,4 bis 3,6. Die Lokalisation im westlichen Valles Marineris nahe Ius Chasma stützt sich auf die Back-Azimut-Angaben des Marsquake Service, auf Fehlanpassungen der Wellenformen und auf die Dichte bekannter Verwerfungen. Verschiedene Geschwindigkeitsmodelle und Dämpfungsparameter verändern die erlaubten Tiefenbereiche nur geringfügig und bestätigen die grundsätzliche Einordnung in die tiefe Kruste.
Nicht-tektonische Ursachen passen nicht zu den beobachteten Wellen. Kraftbasierte Inversionen für Hangrutsch-Szenarien reproduzieren die Signale nicht. CTX-Aufnahmen nach dem Ereignis zeigen weder neue Einschlagskrater noch frische Rutschungen in der Region. Das minimale Volumen eines Rutsches, das ein Beben dieser Stärke erzeugen könnte, läge bei 10 hoch 7 bis 10 hoch 8 Kubikmetern und wäre von Orbit aus erkennbar gewesen. Nachbeben traten nicht auf; Modelle deuten darauf hin, dass die Produktivität gering und die Detektierbarkeit über die große Entfernung und die Dämpfung niedrig ist.
Die Spannungsrichtung aus dem Fokusmechanismus stimmt mit der Reaktivierung bereits vorhandener Verwerfungssysteme überein. Das heutige Spannungsfeld wird vor allem durch die langfristige Abkühlung und Schrumpfung des Planeten, durch die regionale Belastung der Tharsis-Region und durch lokale Entlastung infolge von Erosion geprägt. Diese Kombination begünstigt seitliches Gleiten an steilen, tief verwurzelten Störungen, die schon bei der Bildung der Valles Marineris angelegt wurden.
Auf einem Planeten mit stagnierendem Deckel und ohne Plattentektonik bleiben ererbte Bruchzonen über geologische Zeiträume anfällig. Die Verwerfungen unter den Valles Marineris lokalisierten die Seismizität, ohne dass neue Strukturen entstehen mussten. Ähnliche Aktivität ist bereits aus den Cerberus Fossae bekannt; das Ereignis S0976a erweitert den Nachweis auf die westlichen Canyons. Die Heterogenität der Deformation zeigt, dass Spannungen in der Marskruste nicht gleichmäßig verteilt sind und alte Architektur die Orte der Freisetzung steuert.
Die Studie in Nature Communications liefert damit direkte seismische Belege dafür, dass Strukturen aus der Frühzeit des Mars unter heutigen Kräften noch reißen können. Die InSight-Mission endete Ende 2022, doch die Daten eines einzelnen farside-Ereignisses reichen aus, um sowohl den tiefen Aufbau als auch die Quellenprozesse an der Oberfläche zu erhellen. Weitere Messungen würden nötig sein, um die Häufigkeit solcher Bewegungen zu bestimmen.
Nature Communications, Active crustal straining and fault reactivation at Valles Marineris; doi:10.1038/s41467-026-78193-6