1. The seismicity of Mars
- Author
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Simon Stähler, Anna Horleston, Sharon Kedar, John-Robert Scholz, L. Luno, J. B. McClean, Henri Samuel, Fabian Euchner, S. Barkaoui, Tristram Warren, Mélanie Drilleau, Martin Schimmel, Maren Böse, M. Nonon, M. van Driel, Nicholas A Teanby, Alexander E. Stott, Savas Ceylan, Ludovic Margerin, A. Jacob, Brigitte Knapmeyer-Endrun, William B. Banerdt, Guenole Mainsant, Tamara Gudkova, Antoine Lucas, T. Gabsi, Renee Weber, Taichi Kawamura, Vincent Conejero, Eléonore Stutzmann, Daniele Antonangeli, C. Agard, Constantinos Charalambous, C. Ferrier, P. Combes, K. Hurst, Philippe Lognonné, Don Banfield, Aymeric Spiga, William T. Pike, Constanza Pardo, J. A Rodriguez Manfredi, Martin Knapmeyer, Attilio Rivoldini, Francis Nimmo, U. R. Christensen, Sue Smrekar, Ingrid Daubar, R. Llorca-Cejudo, Mark P. Panning, Scott D. King, Eric Beucler, Foivos Karakostas, Amir Khan, E. Barrett, Mark A. Wieczorek, Raphaël F. Garcia, Clément Perrin, Naomi Murdoch, David Mimoun, C. Yana, John Clinton, Domenico Giardini, Swiss National Supercomputing Centre, Swiss National Science Foundation, Agence Nationale de la Recherche (France), State Secretariat for Education, Research and Innovation (Switzerland), UK Space Agency, California Institute of Technology, German Centre for Air and Space Travel, Schimmel, Martin, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de La Réunion (UR)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-IPG PARIS-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Institute of Geophysics [ETH Zürich], Department of Earth Sciences [Swiss Federal Institute of Technology - ETH Zürich] (D-ERDW), Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich)- Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich] (ETH Zürich), Institut de Physique du Globe de Paris, Jet Propulsion Laboratory (JPL), NASA-California Institute of Technology (CALTECH), Department of Mechanical Engineering [Imperial College London], Imperial College London, Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS), Max-Planck-Gesellschaft, INSTITUT OF GEOPHYSICS ETHZ, Swiss Seismological Service, Department of Earth and Environmental Sciences [München], Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), Department of Geological Sciences [Gainesville] (UF|Geological), University of Florida [Gainesville] (UF), Cornell University [New York], Laboratoire de Planétologie et Géodynamique [UMR 6112] (LPG), Université d'Angers (UA)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Academy-EURAC, Institute for Applied Remote Sensing, Kyoto University [Kyoto], Departments of Anesthesiology and Physiology and Biophysics, University of Alabama at Birmingham [ Birmingham] (UAB), Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) (LMD), Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-École polytechnique (X)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), unité de recherche de l'institut du thorax UMR1087 UMR6291 (ITX), Université de Nantes - UFR de Médecine et des Techniques Médicales (UFR MEDECINE), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR206-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), De la Préhistoire à l'Actuel : Culture, Environnement et Anthropologie (PACEA), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-IPG PARIS-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de La Réunion (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Schmidt United Institute of Physics of the Earth [Moscow] (IPE), Russian Academy of Sciences [Moscow] (RAS), NASA, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), Laboratoire d'Ingénierie des Matériaux (LIM), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO), UNS-CNRS-Observatoire de la Côte d'Azur, Department of Earth and Planetary Sciences [Santa Cruz], University of California [Santa Cruz] (UCSC), University of California-University of California, School of Earth Sciences [Bristol], University of Bristol [Bristol], Joseph Louis LAGRANGE (LAGRANGE), Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Observatoire de la Côte d'Azur, COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace - ISAE-SUPAERO (FRANCE), Department of Earth Sciences [ETH Zürich] (D-ERDW), Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology in Zürich [Zürich] (ETH Zürich)-Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology in Zürich [Zürich] (ETH Zürich), California Institute of Technology (CALTECH)-NASA, Department of Geological Sciences, University of Florida [Gainesville], Oncogenesis Stress Signaling (OSS), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-CRLCC Eugène Marquis (CRLCC), Cornell University, Université d'Angers (UA)-Université de Nantes - Faculté des Sciences et des Techniques, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-IPG PARIS-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de La Réunion (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Nantes - UFR de Médecine et des Techniques Médicales (UFR MEDECINE), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Météo France-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Météo France-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur, Université Côte d'Azur (UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015 - 2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015 - 2019) (COMUE UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015 - 2019) (COMUE UCA), Schimmel, Martin [0000-0003-2601-4462], Department of Earth and Environmental Sciences [Munich], Laboratoire de Planétologie et Géodynamique UMR6112 (LPG), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Nantes - Faculté des Sciences et des Techniques, Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Université d'Angers (UA), Laboratoire de Géophysique Interne et Tectonophysique (LGIT), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC)-Institut des Sciences de la Terre (ISTerre), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-PRES Université de Grenoble-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-PRES Université de Grenoble-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR219-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Observatoire de la Côte d'Azur, Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Physique du Globe de Paris (IPG Paris), Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung = Max Planck Institute for Solar System Research (MPS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de La Réunion (UR)-Institut de Physique du Globe de Paris (IPG Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Unité de recherche de l'institut du thorax (ITX-lab), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of California [Santa Cruz] (UC Santa Cruz), University of California (UC)-University of California (UC), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur, COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and ANR-14-CE36-0012,SEISMARS,Seismology on Mars(2014)
- Subjects
Seismometer ,010504 meteorology & atmospheric sciences ,[PHYS.ASTR.EP]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Earth and Planetary Astrophysics [astro-ph.EP] ,Mars ,Induced seismicity ,InSight Mars Marsbeben Seismizität ,010502 geochemistry & geophysics ,seismology ,01 natural sciences ,Mantle (geology) ,Elysium ,[SDU.STU.PL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Planetology ,Autre ,Planet ,inner planets ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,Seismology ,InSight ,0105 earth and related environmental sciences ,Seismicity ,Crust ,Geology ,Mars Exploration Program ,[SDU]Sciences of the Universe [physics] ,13. Climate action ,General Earth and Planetary Sciences - Abstract
The InSight (Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport) mission landed in Elysium Planitia on Mars on 26 November 2018 and fully deployed its seismometer by the end of February 2019. The mission aims to detect, characterize and locate seismic activity on Mars, and to further constrain the internal structure, composition and dynamics of the planet. Here, we present seismometer data recorded until 30 September 2019, which reveal that Mars is seismically active. We identify 174 marsquakes, comprising two distinct populations: 150 small-magnitude, high-frequency events with waves propagating at crustal depths and 24 low-frequency, subcrustal events of magnitude Mw 3–4 with waves propagating at various depths in the mantle. These marsquakes have spectral characteristics similar to the seismicity observed on the Earth and Moon. We determine that two of the largest detected marsquakes were located near the Cerberus Fossae fracture system. From the recorded seismicity, we constrain attenuation in the crust and mantle, and find indications of a potential low-S-wave-velocity layer in the upper mantle. © 2020, The Author(s), under exclusive licence to Springer Nature Limited., We acknowledge NASA, CNES and its partner agencies and institutions (UKSA, SSO, DLR, JPL, IPGP-CNRS, ETHZ, IC and MPS-MPG) and the flight operations team at JPL, SISMOC, MSDS, IRIS-DMC and PDS for providing SEIS data. The Swiss co-authors were jointly funded by (1) the Swiss National Science Foundation and French Agence Nationale de la Recherche (SNF-ANR project 157133 ‘Seismology on Mars’), (2) the Swiss National Science Foundation (SNF project 172508 ‘Mapping the internal structure of Mars’), (3) the Swiss State Secretariat for Education, Research and Innovation (SEFRI project ‘MarsQuake Service-Preparatory Phase’) and (4) ETH Research grant no. ETH-06 17-02. Additional support came from the Swiss National Supercomputing Centre (CSCS) under project ID s922. The Swiss contribution in the implementation of the SEIS electronics was made possible by funding from the federal Swiss Space Office (SSO) and contractual and technical support from the ESA-PRODEX office. The French Team acknowledge the French Space Agency CNES, which has supported and funded all SEIS-related contracts and CNES employees, as well as CNRS and the French team universities for personal and infrastructure support. Additional support was provided by ANR (ANR-14-CE36-0012-02 and ANR-19-CE31-0008-08) and, for the IPGP team, by the UnivEarthS Labex programme (ANR-10-LABX-0023), IDEX Sorbonne Paris Cité (ANR-11-IDEX-0005-0). SEIS-SP development and delivery were funded by the UK Space Agency. A portion of the work was carried out at the InSight Project at the Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, under a contract with the National Aeronautics and Space Administration. The MPS SEIS team acknowledges funding for development of the SEIS leveling system by the DLR German Space Agency. We thank gempa GmbH for software development related to the MQS tools. This paper is InSight contribution number 102.
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- 2020
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