Die Geologen Kelsey Crane und Christian Klimkzak von der University of Georgia (USA) schätzten die Abkühlungsrate von Merkur und die Zeit, in der der kleinste und der Sonne am nächsten liegende Planet im Sonnensystem seine heutige Größe erlangte. Die Studie wurde in der Zeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht und kurz in den Blogs der American Geophysical Society veröffentlicht.
Quecksilber ist etwa 20-mal leichter und kleiner als die Erde, die durchschnittliche Dichte ist ungefähr gleich. Das Jahr auf Merkur dauert 88 Tage.
Quecksilber unterscheidet sich von anderen Planeten im Sonnensystem durch seinen großen Metallkern - es macht 85 Prozent des Radius dieses Himmelskörpers aus. Zum Vergleich: Der Erdkern hat nur die Hälfte seines Radius. Im Gegensatz zu Venus und Mars hat Merkur wie die Erde eine eigene Magnetosphäre, keine induzierte.
Die MESSENGER-Raumstation (MErcury Surface, Space Environment, GEochemistry) hat zahlreiche Falten, Biegungen und Fehler auf der Oberfläche von Merkur gefunden, die zumindest in der Vergangenheit einen eindeutigen Rückschluss auf die tektonische Aktivität des Planeten ermöglichen. Die Struktur der äußeren Kruste wird nach Ansicht von Wissenschaftlern durch die im Inneren des Planeten ablaufenden physikalischen Prozesse bestimmt, insbesondere durch die thermische Diffusion des Mantels und wahrscheinlich durch die Erzeugung eines Magnetfelds.
Ein zusammengestelltes Bild von Merkur aus Mariner 10-Bildern. Bild: NASA
Die ersten Daten, dass sich die Größe von Merkur änderte, wurden von der Raumstation Mariner 10 empfangen. Auf der Oberfläche des Planeten wurden Escarps gefunden - hohe und ausgedehnte Klippen. Wissenschaftler haben vorgeschlagen, dass sie durch die Abkühlung von Merkur entstanden sind, wodurch die Kruste eines kleinen Planeten, dessen Größe schrumpft, deformiert wurde. Geologen konnten jedoch erst jetzt abschätzen, wann und mit welcher Geschwindigkeit diese Prozesse stattfanden.
Die von der MESSENGER-Station erhaltenen Daten zu Kratern halfen. Geologen glauben, dass die globale Kontraktion des Planeten vor mehr als 3,85 Milliarden Jahren begann. Seitdem nähert sich die Oberfläche von Quecksilber mit einer Geschwindigkeit von 0,1 bis 0,4 Millimetern pro Jahr ihrem Zentrum.
Die Verkleinerung des Planeten verlangsamt sich allmählich und ist jetzt fast unmerklich. Insgesamt hat sich der Radius von Merkur um mehr als fünf Kilometer verringert.
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Die Forscher glauben, dass Merkur nach dem Meteoritenbeschuss, der vor 3,8 Milliarden Jahren endete und 400 Millionen Jahre dauerte, zu kontrahieren begann. Während dieser Zeit erschienen viele Einschlagkrater auf Merkur, Venus, Erde, Mond und Mars. Die Gründe für die Katastrophe sind unklar. Wahrscheinlich wurde es durch eine Änderung der Umlaufbahnen durch Gasriesen oder eine Art Gravitationsstörung am Rande des Sonnensystems verursacht, wodurch viele Kometen und Asteroiden in sein Zentrum stürmten. Ihre Schläge erwärmten Merkur.
Das Alter der Krater auf Merkur wurde unter Verwendung der Methode geschätzt, mit der der Zeitpunkt der Bildung geologischer Formationen auf dem Mond bestimmt wurde. Je mehr sich der Krater verschlechtert und je dunkler er aufgrund des Staubes ist, der ihn bedeckt hat, desto älter ist er. Diese visuelle Methode hat sich bei der Datierung von Kratern auf dem Mond bewährt, was durch die Ergebnisse der Radioisotopenanalyse von Bodenproben bestätigt wurde, die im Rahmen des bemannten Mondprogramms von American Apollo auf die Erde geliefert wurden.
Die von Spezialisten untersuchten Krater des Merkur haben einen Durchmesser von mehr als 20 Kilometern. Insgesamt wurden mehr als sechstausend Merkmale geologischer Formationen analysiert, von denen viele bisher nicht berücksichtigt worden waren. Die meisten Merkmale, wenn auch nicht alle, erwiesen sich als mit der globalen Kontraktion von Quecksilber verbunden. Alte Krater kreuzen in der Regel Fehler, was bedeutet, dass diese Krater entstanden sind, noch bevor sich der Planet zusammenzuziehen begann. Junge Krater sind meist nicht von Fehlern betroffen.
Wissenschaftler sind sich einig, dass Merkur immer noch eine hervorragende Plattform ist, um die Modelle der Bildung und Evolution der terrestrischen Planeten zu testen. Der Himmelskörper verändert sich immer noch, obwohl die tektonische Aktivität dort fast aufgehört hat und das Magnetfeld immer schwächer wird. Venus und Mars hatten lange Zeit kein eigenes Magnetfeld, die tektonische Aktivität auf der Venus hatte noch keine Zeit zum Entstehen und der Mars ist wahrscheinlich bereits beendet.
Apollodorus-Krater und Pantheonfurchen. Bild: NASA
Darüber hinaus zeigte eine der neuesten Simulationen der Bildung von Himmelskörpern der Erdgruppe aus der protoplanetaren Scheibe um die Sonne, dass Merkur überhaupt nicht hätte entstehen dürfen. Astronomen haben das Modell 110 Mal im Rahmen des N-Körper-Problems ausgeführt, für das mehr als einhundert große planetare Embryonen und etwa sechstausend Planetesimale verwendet wurden. Die meisten Starts konnten die Geburt von Venus und Erde reproduzieren, während Merkur und Mars in nur neun Fällen gebildet wurden.
In der Regel wurde der Planet, der der Leuchte am nächsten liegt, in einem Abstand von 0,27 bis 0,34 astronomischen Einheiten vom Stern mit einer kleinen Exzentrizität (dem Parameter, der die Ausdehnung der Umlaufbahn beschreibt) gebildet und war etwa fünfmal leichter als die Erde. Der Planet wurde hauptsächlich aus Embryonen gebildet und dauerte zehn Millionen Jahre.
Nur zwei Stationen erkundeten Merkur im Detail - Mariner 10 und MESSENGER. Im Jahr 2018 planen Japan und die EU, von zwei Stationen aus eine dritte Mission an Mercury, BepiColombo, zu senden. Zunächst erstellt MPO (Mercury Planet Orbiter) eine Karte mit mehreren Wellenlängen der Oberfläche eines Himmelskörpers. Das zweite, ein MMO (Mercury Magnetospheric Orbiter), wird die Magnetosphäre erforschen. Es wird lange dauern, bis die ersten Ergebnisse der Mission vorliegen - selbst wenn der Start im Jahr 2018 erfolgt, wird die Station erst im Jahr 2025 Merkur erreichen.
Andrey Borisov
