Direkt zum Inhalt
Exoplaneten

Besitzen Supererden flüssige Metalloxide?

Ein erdähnlicher Gesteinsplanet

Die ersten Magnetfelder großer erdähnlicher Planeten stammen möglicherweise nicht aus ihrem Metallkern, sondern aus dem Magmaozean ihres Mantels. Ein internationales Team um R. Steward McWilliams von der Carnegie Institution in Washington entdeckte, dass Magnesiumoxid, ein wichtiger Bestandteil des Erdmantels, unter hohen Drücken schmilzt und elektrisch leitend wird. Mit einem Laser erzeugten sie Schockwellen in dem Mineral und beobachteten, wie sich dessen Eigenschaften unter diesen Bedingungen veränderten. Ab einem Druck von 650 Gigapascal schmolz das Magnesiumoxid und nahm metallische Eigenschaften an. Wegen der großen Bedeutung des Magnesiumoxids bei der Mineralogie von Gesteinsplaneten vermuten die Wissenschaftler, dass der Effekt bei der Ausbildung früher Magnetfelder erdähnlicher Planeten eine Rolle spielt.

Dampfwolke aus Magnesiumoxid, umringt von Messsonden
Unter Laserbeschuss | Eine Probe Magnesiumoxid in der Probenkammer wird von mehreren Lasern gleichzeitig getroffen. Bevor das Mineral verdampft, entstehen in der Probe Drücke von weit über 1000 Gigapascal.

Das Team entdeckte in seinen Versuchen, dass die Temperatur nicht mit steigendem Druck kontinuierlich zunahm, sondern zwischenzeitlich sogar sank. Insgesamt fand es drei Anomalien im Temperaturprofil des Magnesiumoxids, die mit drei Phasenumwandlungen korrespondieren. Beim ersten Phasenübergang bei einem Druck von 450 Gigapascal ändert das feste Magnesiumoxid lediglich seine Kristallstruktur, bei 650 Gigapascal schmilzt der Festkörper. Das geschmolzene Magnesiumoxid wird dabei stärker reflektierend und elektrisch leitend – es nimmt metallische Eigenschaften an.

Die Ergebnisse des Forscherteams deuten an, dass bei erdähnlichen Planeten die Unterscheidung zwischen geschmolzenem Mantel und leitendem Kernmaterial zu verschwimmen beginnt. Demnach könnten in der Frühphase der Planetenentwicklung Metalloxide im Magmaozean ebenfalls leitend werden und noch vor der Entstehung des Eisenkerns ein vorübergehendes Magnetfeld erzeugen. Auf der frühen Erde selbst waren die Drücke im Mantel für diesen Mechanismus nach Ansicht der Wissenschaftlerinnen zu gering; größere erdähnliche Planeten in anderen Sonnensystemen jedoch könnten auf diese Weise ihr frühes Magnetfeld erhalten haben.

48. KW 2012

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 48. KW 2012

Lesermeinung

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Leserzuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Leserzuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmer sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Vielen Dank!

SciViews