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On the Detectability and Use of Normal Modes for Determining Interior Structure of Mars

Bissig, Felix und Khan, Amir und van Driel, M und Stähler, S. und Giardini, D. und Panning, M. und Drilleau, Mélanie und Lognonne, P. und Gudkova, T. und Zharkov, V.N. und Plesa, A.-C. und Banerdt, B. (2018) On the Detectability and Use of Normal Modes for Determining Interior Structure of Mars. Space Science Reviews, 214, Seite 114. Springer. doi: 10.1007/s11214-018-0547-9. ISSN 0038-6308.

Dieses Archiv kann nicht den Volltext zur Verfügung stellen.

Offizielle URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s11214-018-0547-9

Kurzfassung

The InSight mission to Mars is well underway and will be the first mission to acquire seismic data from a planet other than Earth. In order to maximise the science return of the InSight data, a multifaceted approach will be needed that seeks to investigate the seismic data from a series of different frequency windows, including body waves, surface waves, and normal modes. Here, we present a methodology based on globally-averaged models that employs the long-period information encoded in the seismic data by looking for fundamental-mode spheroidal oscillations. From a preliminary analysis of the expected signal-to-noise ratio, we find that normal modes should be detectable during nighttime in the frequency range 5–15 mHz. For improved picking of (fundamental) normal modes, we show first that those are equally spaced between 5–15 mHz and then show how this spectral spacing, obtained through autocorrelation of the Fourier-transformed time series can be further employed to select normal mode peaks more consistently. Based on this set of normal-mode spectral frequencies, we proceed to show how this data set can be inverted for globally-averaged models of interior structure (to a depth of ∼250 km), while simultaneously using the resultant synthetically-approximated normal mode peaks to verify the initial peak selection. This procedure can be applied iteratively to produce a “cleaned-up” set of spectral peaks that are ultimately inverted for a “final” interior-structure model. To investigate the effect of three-dimensional (3D) structure on normal mode spectra, we constructed a 3D model of Mars that includes variations in surface and Moho topography and lateral variations in mantle structure and employed this model to compute full 3D waveforms. The resultant time series are converted to spectra and the inter-station variation hereof is compared to the variation in spectra computed using different 1D models. The comparison shows that 3D effects are less significant than the variation incurred by the difference in radial models, which suggests that our 1D approach represents an adequate approximation of the global average structure of Mars.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/125200/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:On the Detectability and Use of Normal Modes for Determining Interior Structure of Mars
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Bissig, FelixInstitute of Geophysics, ETH Zurich, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Khan, AmirInstitute of Geophysics, ETH Zurich, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
van Driel, MInstitute of Geophysics, ETH Zurich, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stähler, S.Institute of Geophysics, ETH Zurich, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Giardini, D.Institute of Geophysics/Swiss Seismological Service, Swiss Federal Institute of Technology, (ETHZ), Honggerberg, CH-3093 Zurich, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Panning, M.Jet Propulsion LaboratoryCalifornia Institute of TechnologyPasadenaUSANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Drilleau, MélanieIPGP, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lognonne, P.Institut de Physique du Globe, Paris, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gudkova, T.Schmidt Institute of Physics of the EarthRussian Academy of SciencesMoscowRussiaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zharkov, V.N.Schmidt Institute of Physics of the EarthRussian Academy of SciencesMoscowRussiaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Plesa, A.-C.ana.plesa (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3366-7621NICHT SPEZIFIZIERT
Banerdt, B.Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, CA, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2018
Erschienen in:Space Science Reviews
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:214
DOI:10.1007/s11214-018-0547-9
Seitenbereich:Seite 114
Verlag:Springer
ISSN:0038-6308
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Normal Modes, Interior Structure, Mars
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erforschung des Weltraums
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EW - Erforschung des Weltraums
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt InSight - HP3, R - Exploration des Sonnensystems
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Planetenphysik
Hinterlegt von: Plesa, Dr. Ana-Catalina
Hinterlegt am:18 Dez 2018 09:50
Letzte Änderung:18 Dez 2018 09:50

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