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Der Merkur aus einer Entfernung von 27.000 Kilometern aufgenommen
Es kommt nicht oft vor, dass Wissenschaftler ihre scheinbar fundierten Hypothesen verwerfen und mit ihren Überlegungen von vorne anfangen müssen. So sind Entstehung und Frühgeschichte des sonnennächsten Planeten Merkur offenbar ganz anders verlaufen als bislang angenommen. Das jedenfalls legen die ersten Ergebnisse der Raumsonde Messenger nahe, die seit einigen Monaten den Merkur umkreist.
Schwieriges Untersuchungsobjekt
Aufgrund seiner Sonnennähe ist Merkur zweifellos ein schwieriges, ziemlich unzugängliches Beobachtungsobjekt. Irdische Teleskope können ihn nur am Taghimmel erfassen, für satellitengestützte Instrumente ist er weitgehend tabu, und die Entsendung einer Raumsonde zu Merkur erfordert mehr Treibstoff als der Start einer Sonde zum sonnenfernen Pluto.
Alte Befunde
Entsprechend dürftig waren die bislang vorliegenden Daten, die im Wesentlichen in den siebziger Jahren von der Raumsonde Mariner 10 übermittelt wurden. Damals war Merkur als von außen mondähnlich, das heißt mit einem Gesteinsmantel unter einer von vielen Kratern zernarbten Oberfläche, und innen erdähnlich - mit einem ungewöhnlich großen Eisenkern - beschrieben worden. Ob das ebenfalls nachgewiesene schwache Magnetfeld von diesem Eisenkern stammte oder eher als Überbleibsel eines alten Merkurmagnetfeldes angesehen werden musste, blieb ebenso unklar wie die Herkunft der extrem dünnen Atmosphäre oder die Ursache ungewöhnlicher Reflextionen von Radarsignalen an den Polbereichen des Planeten, die auf Wassereis unter der Oberfläche mancher Krater schließen ließ.
Messenger auf Expedition
Seit dem 18. März 2011 umkreist nun die amerikanische Raumsonde Messenger den sonnennächsten Planeten. Ihr Name nimmt nicht nur Bezug auf den Götterboten der Antike (Hermes bei den Griechen, Merkur bei den Römern), sondern ist zugleich Programm. Messenger ist auch das Akronym von Mercury Surface Space Environment Geochemistry and Ranging. Bei dem Messengerprojekt geht es also um die Erkundung der Oberfläche und der Umgebung des Merkur. Da Bilder dazu nicht allein ausreichen, liefern die Instrumente auch Daten, aus denen die Zusammensetzung des Krustengesteins bestimmt, das Magnetfeld vermessen und eine Analyse des Merkurinneren vorgenommen werden kann.
War Merkur noch größer?
Vor allem die Erklärung der ungewöhnlich großen Merkurmasse hatte die Forscher auf spektakuläre Ereignisse zurückgreifen lassen. Sie erfordert einen vergleichsweise großen Eisenkern, der in dieser Form bei den übrigen Gesteinsplaneten nicht anzutreffen ist. Entsprechend war vermutet worden, dass Merkur anfangs größer war und erst gegen Ende der Entstehungsphase mit einem großen Brocken zusammenstieß, wobei ein Großteil des Gesteinsmantels abgesprengt wurde. Bei diesem katastrophalen Ereignis wäre aber auch das Innere des Planeten stark aufgeheizt worden, so dass vor allem leicht flüchtige Materialien verlorengegangen wären.
Ein Mix an Elementen
Die Messungen der Sonde liefern jedoch ein ganz anderes Bild, wie kürzlich in der Zeitschrift "Science" (Bd. 333, S. 1847 ff.) berichtet wurde. So ist der relative Gehalt an Kalium im Krustengestein des Merkur rund fünfzehnmal so hoch wie an der Mondoberfläche. Mit einem "Hochtemperatur-Ereignis" in der Geschichte des Merkur ist das nach Ansicht von Patrick Peplowski vom Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University nicht vereinbar: Kalium verdampft bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen und hätte sich bei einem solchen Ereignis rasch verflüchtigen können. Zugleich zeigen der vergleichsweise hohe Anteil an Magnesium sowie die eher geringen Mengen an Aluminium und Kalzium, dass die Merkurkruste nicht vergleichbar mit der Mondkruste ist. Dies und der ebenfalls deutlich höhere Anteil von Schwefel im Vergleich zu Erde und Mond, so Larry Nittler von der Carnegie Institution in Washington, legt den Schluss nahe, dass Merkur sich aus an Sauerstoff armer - also zugleich an Wasser armer - Materie gebildet hat, vergleichbar etwa mit enstatitreichen chondritischen Meteoriten oder wasserfreien kometaren Staubteilchen.
Merkurs frühe Phase
Auch andere Beobachtungen stellen die bisher favorisierte Frühgeschichte des Merkurs in Frage. So schließen David Blewett von der Johns Hopkins University und seine Kollegen aus den zahlreichen, bis zu einigen Kilometer großen Austrittsöffnungen auf eruptive Ereignisse, bei denen leicht flüchtige Substanzen aus dem Innern des Planeten ausgetreten sind und möglicherweise noch heute austreten. Hinzu kommen Belege für einen umfangreichen Vulkanismus auch noch nach dem Ende des sogenannten späten, heftigen Bombardements, über die James Head von der Brown University in Providence und seine Mitarbeiter berichten. In jener Phase vor rund 3,8 Milliarden Jahren sind die großen Einschlagbecken auf dem Mond und vermutlich auch das Caloris-Becken auf dem Merkur entstanden.
Eis im ewigen Schatten
Das Magnetfeld konnte zumindest teilweise als merkureigen identifiziert werden. Da das Erdmagnetfeld allerdings rund hundertfünfzigmal so stark ist, kann das Merkurfeld anströmende energiereiche Teilchen des Sonnenwindes nicht abfangen und in Strahlungsgürtel ähnlich den Van-Allen-Gürteln zwingen. Das hat zur Folge, dass die Teilchen lediglich auf die Polbereiche des Planeten gebündelt werden und dort mit verstärkter Intensität auftreffen, wo sie unter anderem Natriumatome aus dem Oberflächengestein herausschlagen. Inwieweit diese Art der Verwitterung des Gesteins auch für das rätselhafte Radarecho aus den polnahen Gebieten verantwortlich ist, das bislang als Hinweis auf mögliche Eisvorkommen unter den dort im ewigen Schatten liegenden Kraterböden gedeutet wurde, bleibt abzuwarten.
