Wie sieht es auf dem Merkur aus?
Geologen stellen in einzigartigen Experimenten die Bedingungen auf dem sonnennächsten Planeten nach.
Merkur ist der kleinste und sonnennächste Planet in unserem Sonnensystem. Von der Erde ist er aufgrund seiner Sonnennähe nur schwer zu beobachten. Gesteinsproben, die durch Meteoriteneinschläge auf der Erde landen – wie zum Beispiel vom Mars –, gibt es vom Merkur nicht. Seit 2011 umkreist die NASA-Raumsonde Messenger den Merkur. Die von ihr gelieferten Bilder und Daten bieten Wissenschaftlern die Möglichkeit für ganz neue Ansätze zur Erforschung des Planeten. Geologen der Leibniz Universität Hannover stellen in einzigartigen Experimenten die Bedingungen auf dem Merkur im Labor nach und nutzen dafür die Messenger-Daten.
Abb.: Der sonnennächste Planet Merkur, aufgenommen von der US-amerikanischen Sonde Messenger. (Bild: NASA / JHU)
Der Schwerpunkt des Teams um Olivier Namur unter der Leitung von Francois Holtz vom Institut für Mineralogie liegt in der Erforschung der Kruste des Planeten. Durch die Daten, die Messenger liefert, weiß man, dass es hohe Schwefelkonzentrationen an der Oberfläche gibt. Das kann die Sonde mithilfe von Röntgenstrahlen auf dem Planeten erfassen. Jedes Material produziert charakteristische Strahlung, so dass die Menge der vorhandenen Materialien sehr genau festgestellt werden kann. Über die Bedingungen in der Tiefe weiß man allerdings nicht viel. Welche Temperatur und welcher Druck herrschen im Inneren des Planeten, um solche Mengen an Schwefel an der Oberfläche zu erzeugen?
Hier setzen die Wissenschaftler an. Sie stellen im Labor mögliche Druck- und Temperaturbedingungen nach und testen, ob unter diesen Umständen die charakteristischen Merkur-Materialien erzeugt werden können. „In Hannover sind die Laborbedingungen dafür einzigartig“, sagt Namur. „Wir können einen Druck von bis zu 7000 Bar und Temperaturen von bis zu 1600 Grad Celsius herstellen.“ Ein Fokus der Geologen liegt dabei auf der Frage, warum es in der Kruste des Merkur so große Mengen an Schwefel gibt, aber offenbar so gut wie kein Eisen. „Auf der Erde ist Eisen notwendig, um Schwefel zu binden, da dieser meist als Eisensulfid vorliegt“, so Namur. Dies scheine unter Merkur-Bedingungen anders zu sein.
Auch der Sauerstoffgehalt in der Kruste des Merkur interessiert die Wissenschaftler, da man ihn nicht direkt messen kann. Auf der Erde gibt es viel Sauerstoff und wenig Schwefel, auf dem Merkur ist die Situation offenbar umgekehrt. Um den Sauerstoffgehalt genau zu ermitteln, können die Labor-Experimente aufschlussreich sein. Das Ziel der Geologen ist, die Kruste des Merkur im Labor quasi nachzubauen.
LUH / RK
