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Sonnennächster Planet: Warum ist Merkur so dunkel?

Die Merkuroberfläche ist dunkler, als sie es nach ihrer mineralischen Zusammensetzung sein sollte. Die Einfärbung geht offenbar auf Anteile von Kohlenstoff in Form von Graphit zurück.
Merkur in Farbe

Die Oberfläche des sonnennächsten Planeten Merkur ähnelt auf den ersten Blick derjenigen unseres Mondes. Sie ist sehr alt und von Tausenden von Einschlagkratern übersät. Gegenüber unserem Mond hat Merkur noch eine deutlich dunklere Oberfläche, obwohl diese erheblich geringere Eisengehalte und damit weniger Anteile dunkler Minerale aufweist als jener. Mit der US-Raumsonde Messenger, die Merkur von 2011 bis 2015 umkreiste, wurde der Farbstoff gefunden, der dafür verantwortlich ist: Es ist kristalliner Kohlenstoff in Form des Minerals Graphit. Dies wurde schon vor einiger Zeit erkannt, allerdings vermuteten die Forscher seinerzeit, dass der Kohlenstoff durch Einschläge von Kometenkernen, die große Mengen dieses Elements enthalten, auf Merkur gelangte.

Der Krater Basho auf Merkur | Der Einschlagkrater Basho ist von einem Ring dunkler Auswurfmassen umgeben. Sie stammen aus einer Schicht unterhalb der heutigen Merkuroberfläche, wurden durch den Einschlag herausgeschleudert und enthalten offenbar größere Mengen des Kohlenstoffminerals Graphit. Auch am Zentralberg des Kraters lässt sich dunkles Material erkennen.

Nun legt eine Forschergruppe um Patrick N. Peplowski von der Johns Hopkins University im US-Bundesstaat Maryland eine andere Erklärung vor. Demnach stammt der Graphit aus einer Urkruste des Merkurs, die sich kurz nach der Entstehung des Planeten auf der Oberfläche eines Magmaozeans bildete. In dieser Schmelze entstanden durch Abkühlung allmählich Kristalle silikatischer Minerale. Da diese schwerer waren als die umgebende Schmelze, sanken sie im Schwerefeld des Planeten nach unten ab, so dass sich nach und nach leichtere Stoffe nahe der Oberfläche anreicherten, darunter eben auch elementarer Kohlenstoff in Form von Graphit. Er bildete dort eine erste feste Kruste, die später durch vulkanische Aktivitäten von anderen, silikatischen Gesteinen überlagert wurde.

Auf Merkur gibt es viele Einschlagkrater, die von auffällig dunklen Auswurfmassen umgeben sind. Das Material stammt aus tieferen Schichten unterhalb der heutigen Oberfläche und wurde durch die Einschläge nach oben befördert. Die Forscher um Peplowski nutzten nun Daten der Raumsonde Messenger aus den letzten Wochen der Mission, als die Sonde kurz vor ihrem Absturz der Merkuroberfläche extrem nahe kam. Dabei stellten sie mit dem Neutronenspektrometer der Sonde fest, dass über den Kratern mit dunklen Auswurfmassen die Anzahl niederenergetischer Neutronen höher als über dem Rest des Planeten war. Dies lässt größere Mengen an Kohlenstoff in der Oberfläche vermuten. Des Weiteren werteten die Forscher Röntgen- und Reflexionsspektren der Oberfläche im infraroten und sichtbaren Licht aus. Sie belegen, dass sich in den Gesteinen der dunkelsten Regionen auf Merkur rund ein bis zwei Massenprozent Graphit befinden. Damit hat Merkur die höchsten Graphitgehalte aller vier erdähnlichen Planeten im Sonnensystem. All das weist auf eine besondere, noch zu erforschende Entstehungsgeschichte des sonnennächsten Planeten hin.

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