Et marsskjelv viser at kjempekløften Valles Marineris på Mars fortsatt sprekker

Solsystemets største canyon er ikke et dødt landskap. Et marsskjelv registrert av NASAs landingsfartøy InSight kom fra en forkastning som gled dypt under Valles Marineris, canyonsystemet som skjærer seg over Mars i nesten firetusen kilometer. Det betyr at forkastninger som åpnet seg der for milliarder av år siden, fortsatt kan briste under spenningene som virker på planeten i dag.

Det er viktig fordi Mars ikke har bevegelige tektoniske plater. På jorden holder plater som gnisser mot hverandre, gamle forkastninger i live. Mars’ ytre skall oppfører seg i stedet som ett enkelt lokk som sakte avkjøles, og forkastninger i en slik skorpe kan gro og bli sterkere over tid. Den nye analysen viser at minst én dyp forkastning under canyonen ikke har grodd igjen, et sted mellom tjue og førti kilometer under overflaten.

Studien, publisert i Nature Communications, ble ledet av Jung-Hun Song ved Imperial College London sammen med Doyeon Kim, også ved Imperial, Folarin Kolawole ved Columbia University og kolleger. Den hviler på én enkelt hendelse, katalogisert som S0976a, det eneste marsskjelvet InSight noensinne lokaliserte på planetens vestlige halvkule.

«Valles Marineris er en av de mest spektakulære geologiske strukturene i hele solsystemet, men til nå har vi ikke visst sikkert at forkastningene der fortsatt er aktive», sier Song. «Det vi ser, er at dette ikke bare er et ‘dødt’ fossilt landskap, for forkastninger dypt under canyonen kan fortsatt gli og utløse marsskjelv, lenge etter at de geologiske prosessene som opprinnelig dannet dem, har opphørt.»

Å lese en forkastning med én seismometer på andre siden av Mars

På jorden finner seismologer ut hvordan en forkastning beveget seg ved å sammenligne det første rykket som registreres på dusinvis av stasjoner rundt skjelvet. InSight hadde én seismometer, og S0976a slo til nesten på motsatt side av planeten, i en vinkelavstand på rundt 146 grader, eller omtrent 8 600 kilometer langs overflaten. De direkte bølgene nådde aldri landingsfartøyet i brukbar form. Det som kom fram, var PP- og SS-bølger, trykk- og skjærbølger som hadde sprettet én gang mot Mars’ overflate halvveis på ferden.

Teamet modellerte de to bølgetogene med datasimulerte seismogrammer for flere modeller av Mars’ indre og testet alle kombinasjoner av forkastningens orientering, glideretning og dybde ned til 50 kilometer. For å sjekke at én enkelt stasjon kunne klare dette, kjørte de samme metode på et jordskjelv med styrke 6,5 i Nevada, registrert av én seismometer i Australia på nesten samme avstand. Metoden fant riktig forkastning.

For S0976a ble svaret et sidelengs forskyvningsbrudd (strike-slip), der to skorpeblokker glir vannrett forbi hverandre langs en bratt forkastning, slik som San Andreas-forkastningen i California. Av alle løsningene som passet akseptabelt med bølgene, tilhører 82,2 prosent den familien. Bruddet lå omtrent 20 til 40 kilometer ned, i midtre til nedre skorpe, over skorpens bunn på 55 til 65 kilometers dyp. Når bølgetilpasningen kombineres med kart over kjente forkastninger og retningen de høyfrekvente bølgene kom fra, havner kilden nær Ius Chasma, i den vestlige delen av canyonen.

Verken jordskred eller meteoritt

Et seismisk signal på Mars er ikke automatisk en forkastning. Meteorittnedslag og jordskred rister også planeten, og Valles Marineris er omkranset av enorme skredavsetninger. Teamet testet disse kildene direkte. Nedslagslignende eksplosjoner og kraftbaserte skredmodeller klarte ikke å gjenskape bølgenes polaritet, tidsforløp eller innbyrdes styrke, og de kunne ikke frembringe de kraftige horisontale rystelsene i dataene. Bekreftede nedslag på Mars gir dessuten gjerne høyfrekvente signaler, mens S0976a var en lavfrekvent hendelse.

Deretter gikk forskerne gjennom hvert bilde av kildeområdet som Context Camera på NASAs Mars Reconnaissance Orbiter tok etter skjelvet. Et skred stort nok til å gi et slikt signal måtte ha flyttet minst 10 millioner kubikkmeter stein og etterlatt en fersk avsetning på flere hundre meter til en kilometer i bredden. Det fantes ingen, og heller ikke noe nytt krater. Til sammenligning viste den eneste senere fjerne hendelsen i InSights katalog, S1000a, seg å være et meteoroidenedslag med et nytt krater som ble oppdaget fra bane.

«Det som gjør resultatet overbevisende, er at flere helt ulike typer bevis peker i samme retning», sier Song. «De seismiske bølgene forteller oss at det var en sidelengs glidebevegelse på en forkastning godt under overflaten, mens geologien vi ser fra bane, viser et område krysset av langlivede forkastningssystemer.»

En canyon ni ganger lengre enn Grand Canyon

Valles Marineris strekker seg nesten 3 900 kilometer, er opptil 600 kilometer bred og stuper mer enn ni kilometer ned, ifølge Imperial. Det gjør den nesten ni ganger lengre, mer enn 20 ganger bredere og omtrent fem ganger dypere enn Grand Canyon, målt etter største dimensjoner. Den ble dannet sammen med Tharsis, den enorme vulkanske kulen der Olympus Mons ligger, og geologer har lenge diskutert om den åpnet seg som en riftdal, raste sammen under sin egen vekt eller ble revet opp på skrå.

Marsskjelvet gir et bidrag til den debatten. Spenningsmønsteret det avslører, passer ikke med modeller der canyonen ble dannet ved gravitasjonskollaps av fortykket skorpe. Det passer med en canyon som ble revet opp på skrå, med sidelengs skjærbevegelse i tillegg til strekking. Skjelvets retning for størst sammenpressing, omtrent vest-nordvest, stemmer også med kompresjonen som er antatt for canyonens tidlige deformasjon i hesperian, en tidlig periode i Mars’ historie. Den samme spenningsretningen ser ut til å virke på de samme forkastningsstrukturene milliarder av år senere.

Forfatterne peker på tre krefter i dag som kan belaste forkastningene: den langsomme sammentrekningen av en planet som kjøles ned, vekten av Tharsis-kulen og avlastningen når erosjonen graver ut canyonen. Med S0976a har InSight nå avslørt tre ulike typer aktive forkastningsbevegelser på Mars: trekking fra hverandre under sprekkene Cerberus Fossae, sammenpressing nær skorpegrensen sør i Elysium Planitia, der oppdragets største marsskjelv, S1222a, inntraff, og sidelengs gliding under Valles Marineris.

«Det viser at på en planet uten platetektonikk kan strukturer som ble skapt for milliarder av år siden, forbli viktige og fortsatt styre hvor skorpen brister i dag», sier Kolawole.

Dette avgjør ikke studien

Alt hviler på ett marsskjelv registrert av ett instrument. Med bare én stasjon finner metoden to mulige forkastningsplan vinkelrett på hverandre og kan ikke si hvilket av dem som faktisk gled, og de beregnede orienteringene stemmer ikke med ett enkelt dominerende sett forkastninger kartlagt på overflaten. Lokaliseringen støtter seg også delvis på tettheten av kartlagte forkastninger, noe forfatterne selv kaller en omtrentlig pekepinn på hvor dyp gliding skjer, ikke en direkte måling.

Ingen etterskjelv ble registrert. Teamet mener det er som ventet: I simuleringene deres var sjansen for at InSight skulle fange opp så mye som ett betydelig etterskjelv fra den avstanden innen 50 sol (marsdøgn) bare 0,1 prosent, fordi planetens kjerne og dype indre blokkerer og svekker bølger fra andre siden. Stillheten taler ikke mot resultatet, men den etterlater heller ingen ny hendelse som kan bekrefte det.

Studien kan ikke si hvor ofte canyonen brister, eller hvor store skjelvene der kan bli. S0976a var en moderat hendelse, forenlig med begrenset gliding på et lite parti av en eksisterende forkastning, ikke et nytt brudd. Forfatterne kan heller ikke skille ut hvor mye av dagens spenning som skyldes at skorpen bøyes under Tharsis, og hvor mye som skyldes støtte lenger ned, og de påpeker at det lave antallet godt lokaliserte marsskjelv like gjerne kan gjenspeile InSights korte måleserie fra én stasjon som en rolig planet.

Vanlige spørsmål om marsskjelvet under Valles Marineris

Er Mars fortsatt tektonisk aktiv?

Ja, i hvert fall enkelte steder. InSight registrerte marsskjelv under oppdraget, og analyser av enkelthendelser viser aktive forkastninger under sprekkene Cerberus Fossae, sør i Elysium Planitia og nå under Valles Marineris. Mars har ingen bevegelige plater, så aktiviteten kommer fra spenninger i ett enkelt stivt skall.

Hvor stor er Valles Marineris sammenlignet med Grand Canyon?

Den er nesten 3 900 kilometer lang, opptil 600 kilometer bred og mer enn ni kilometer dyp. Det er nesten ni ganger lengre, mer enn 20 ganger bredere og omtrent fem ganger dypere enn Grand Canyon.

Hva forårsaket marsskjelvet under Valles Marineris?

Ifølge studien et sidelengs forskyvningsbrudd på en gammel forkastning 20 til 40 kilometer under den vestlige delen av canyonen, der skorpeblokker gled vannrett forbi hverandre. Meteorittnedslag og jordskred ble utelukket fordi de ikke kunne gjenskape de registrerte bølgene, og verken noe ferskt krater eller nytt skred var synlig på bilder tatt fra bane.

Har Mars platetektonikk?

Nei. Det ytre skallet fungerer som ett stillestående lokk som har kjølt seg ned og trukket seg sammen i milliarder av år. Studien viser at forkastninger inne i dette lokket likevel kan gli under dagens spenninger.

InSight registrerte S0976a den 25. august 2021, på sitt 976. marsdøgn (sol) på overflaten, og oppdraget ble avsluttet i desember 2022. Artikkelen ble publisert 15. oktober 2026. Siden ingen seismometer lenger er i drift på Mars, er InSights eksisterende katalog den eneste seismiske registreringen av planeten, og teamet sier at resultatet viser hvor mye informasjon disse opptakene fortsatt rommer.

Det samme skjelvet er allerede blitt utnyttet én gang: Bølgene gikk gjennom Mars’ kjerne og bidro til å kartlegge planetens dypeste lag. «Fra ett enkelt marsskjelv kan vi lære både om planetens sentrum og om en aktiv forkastning under et av dens mest bemerkelsesverdige landskap», sier Kim, studiens seniorforfatter.

Referanse: Song et al., «Active crustal straining and fault reactivation at Valles Marineris,» Nature Communications, 2026. DOI: 10.1038/s41467-026-78193-6

Tagger: astronomi, nasa, Mars, InSight, marsskjelv, planetgeologi