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Seasonal variations of sub-surface seismic velocities observed by the SEIS-InSight seismometer on Mars

Compaire, Nicolas und Margerin, L. und Monnereau, M. und Garcia, R. und Lange, L und Calvet, M. und Stähler, S. und Dahmen, N. und Mueller, N.T. und Lognonne, P. und Grott, M. und Spohn, T. und Banerdt, W.B. (2021) Seasonal variations of sub-surface seismic velocities observed by the SEIS-InSight seismometer on Mars. American Geophysical Union Fall Meeting, 2021-12-03 - 2021-12-17, New Orleans.

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Offizielle URL: https://agu.confex.com/agu/fm21/meetingapp.cgi/Paper/881510

Kurzfassung

The SEIS seismometer deployed at the surface of Mars in the framework of the NASA-InSight mission has been continuously recording the ground motion at Elysium Planitia for more than one martian year. In this work, we investigate the seasonal variation of the near surface properties using both background vibrations and a particular class of high-frequency seismic events. We present measurements of relative velocity changes over one martian year and show that they can be modeled by a thermoelastic response of the Martian regolith. Several families of high-frequency seismic multiplets have been observed at various periods of the martian year. These events exhibit repeatable waveforms with an emergent character and a coda that is likely composed of scattered waves. Taking advantage of these properties, we use coda waves interferometry to measure relative travel-time changes as a function of the date of occurrence of the quakes. While in some families a stretching of the coda waveform is clearly observed, in other families we observe either no variation or a clear contraction of the waveform. Measurements of velocity changes from the analysis of background vibrations above 5Hz are consistent with the results from coda wave interferometry. We identify a frequency band structure in the power spectral density, that can be tracked over hundreds of days. This band structure is the equivalent in the frequency domain of an autocorrelogram and can be efficiently used to measure relative travel-time changes as a function of frequency. The observed velocity changes can be adequately modeled by the thermoelastic response of the regolith to the time-dependent incident solar flux at the seasonal scale. In particular, the model captures the time delay between the surface temperature variations and the velocity changes in the sub-surface. Our observations could serve as a basis for a joint inversion of the seismic and thermal properties in the first meters below InSIght.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/148064/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Seasonal variations of sub-surface seismic velocities observed by the SEIS-InSight seismometer on Mars
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Compaire, NicolasInstitut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace, Toulouse Cedex 04, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Margerin, L.Observatory Midi-Pyrenees, Toulouse, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Monnereau, M.Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Université Toulouse III Paul Sabatier, CNRS, CNES , 14 Av. E. Belin, 31400, Toulouse, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Garcia, R.ISAE-SUPAERO, Toulouse University, Toulouse, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lange, LLaboratoire de Météorologie Dynamique/Institut Pierre Simon Laplace (LMD/IPSL), Sorbonne Université, CNRS, École Polytechnique, École Normale Supérieure (ENS) , Campus Pierre et Marie Curie BC99, Paris, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Calvet, M.Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Université Toulouse III Paul Sabatier, CNRS, CNES, Toulouse, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stähler, S.Institute of Geophysics, ETH Zurich, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dahmen, N.Institute of Geophysics, Department of Earth Sciences, ETH Zurich, Zurich, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mueller, N.T.nils.mueller (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9229-8921NICHT SPEZIFIZIERT
Lognonne, P.Institut de Physique du Globe, Paris, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Grott, M.Matthias.Grott (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8613-7096NICHT SPEZIFIZIERT
Spohn, T.Tilman.Spohn (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9322-6660NICHT SPEZIFIZIERT
Banerdt, W.B.Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, USANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:17 Dezember 2021
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Seitenbereich:P54C-06
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Seismology, Seasonality
Veranstaltungstitel:American Geophysical Union Fall Meeting
Veranstaltungsort:New Orleans
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:3 Dezember 2021
Veranstaltungsende:17 Dezember 2021
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
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
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Planetenforschung > Planetenphysik
Institut für Planetenforschung > Leitungsbereich PF
Hinterlegt von: Müller, Nils
Hinterlegt am:10 Jan 2022 11:13
Letzte Änderung:21 Jun 2024 08:59

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