Merkur

Merkur ist ein Planet und der kleinste und sonnennächste im inneren Sonnensystem. Wie die Venus, die Erde und der Mars besteht er zum grössten Tei aus Gestein (Silikaten). Da er aber eine im Vergleich zu seiner Grösse sehr hohe Dichte hat, ist zu vermuten, dass er einen grossen Kern aus Eisen hat, der auch teilweise für das überraschende Magnetfeld verantwortlich sein könnte. Der Merkur hat praktisch keine Atmosphäre, seine Oberfläche ist uralt und von zahlreichen Kratern bedeckt. Einer Theorie zufolge verlor Merkur einst etwa die Hälfte seiner Masse durch den Zusammenstoss mit einem grossen Planetesimal.

Innerer Aufbau und chemische Zusammensetzung

Der innere Aufbau des Merkurs ist nicht gut bekannt, allerdings muss er aufgrund seiner grossen Dichte einen relativ grossen Kern aufweisen, der bis zu 75% des Durchmessers und 70% der Masse ausmachen könnte. Dieser Kern ist auch der Ursprung des mysteriösen Magnetfeldes, das den Planeten umgibt - da Merkur schon lange ausgekühlt sein sollte und sich darüber hinaus sehr langsam dreht, sollte er eigentlich keinen flüssigen Eisenkern mehr haben, was für einen Dynamoeffekt, der seinerseits das Magnetfeld erzeugt, absolut notwendig ist. Möglicherweise handelt es sich beim Magnetfeld des Merkurs um eines, das von einem anderen Effekt erzeugt wird: ein sogenannt „thermoelektrisches“ Magnetfeld kann nur auf sehr heissen Planeten mit einem elektrisch leitenden Inneren entstehen. Die Oberfläche des Planeten scheint basaltisch zu sein, teilweise zeigt sich aber auch die Zusammensetzung von Plagioklas, was auf eine vulkanisch entwickelte Oberfläche hindeuten könnte. Im Gegensatz zu den eher „sauren“ Hochländern des Erdmondes scheint die Oberfläche also sehr basisch zu sein, ähnlich wie der Erdmantel. Das stützt die These, dass Merkur beim Zusammenprall mit einem grossen Planetoiden in der Frühzeit des Sonnensystems einen grossen Teil seiner Masse verloren haben könnte. In diesem Fall wäre vor allem die Kruste und der obere Mantel verdampft, während der untere Mantel (aus peridotitischem / basaltischem Material) zurückgeblieben und zur neuen "Oberfläche" geworden wäre. Einer neueren Theorie zufolge wäre der Verlust des Mantels und der Krust auch ohne direkten Einschlag möglich: der nahe Vorbeiflug eines Planetesimals könnte zu einer starken Druckentlastung des Merkur-Mantels geführt haben, worauf der Mantel in den leeren Raum „dekomprimierte“ und teilweise abgeworfen wurde.

Bahn- und Rotationsbedingte Phänomene

Merkur dreht sich sehr langsam um seine eigene Achse: während eines Sonnenumlaufs dreht er sich genau 1.5 mal (oder einmal in 58.65 Tagen) um seine eigene Achse - es vergehen also (bezüglich der Sterne) drei Merkurtage in zwei Merkurjahren. Dies führt zu einem seltsamen Phänomen auf Merkur: nachdem die Sonne im Osten aufgegangen wäre, würde sie sich langsam dem westlichen Horizont zuneigen, um dann plötzlich scheinbar ihre Bewegungsrichtung umzukehren und noch einmal hochzusteigen, bis sie sich dann nochmals anders zu entscheiden scheint und dann endgültig hinter den westlichen Horizont verschwindet. Merkur kenn auch "Jahreszeiten", die aber aufgrund der geringen Neigung der Rotationsachse (nur 2° gegenüber der Senkrechten auf der Bahnekliptik) nicht durch unterschiedliche Sonnenstände, sondern durch die unterschiedliche Entfernung zur Sonne zustande kommen: im Perihel, wenn Merkur der Sonne am nächsten steht, scheint sie fast zweieinhalb mal so hell wie im Aphel, wenn Sonne und Merkur am weitesten voneinander entfernt sind.
Die Temperaturen auf dem Merkur betragen im Schnitt "nur" 163° C. Da sich der Planet aber nur sehr langsam dreht, sind die Unterschied zwischen Tag und Nacht gewaltig: auf der Tagseite kann die Temperatur bis auf 400° C steigen (immer noch weniger als auf der Venus, wohlgemerkt!), auf der Nachtseite bis auf unter -170° C sinken. Da Merkur relativ dunkel ist (seine Albedo beträgt nur 0.119), absorbiert er relativ viel der von der Sonne eingestrahlten Energie. Die Solarkonstante beträgt über 9300 W/m^2, das ist fast 7 mal mehr Energie, als die Erde von der Sonne erhält. Die Sonne erscheint am Merkurhimmel auch fast drei mal grösser als auf der Erde.

Oberfläche und Atmosphäre

Merkur hat nur eine vernachlässigbar dünne Atmosphäre, die an der Oberfläche einen Druck von höchstens etwa eines Milliardstels eines Hunderttausendstels des Drucks der Erdatmosphäre hat. Die Atmosphäre besteht vorallem aus Helium, Neon, Argon und etwas Wasserstoff. Vermutlich stammt sie aus zwei Quellen: erstens aus eingefangenen Partikeln des Sonnenwindes und zweitens aus dem radioaktiven Zerfall von Elementen auf dem Merkur. Es gibt keine Anzeichen für Verwitterung auf dem Merkur. Möglicherweise gibt es jedoch in Polnähe einige Krater, die Wassereis aufweisen: diese überraschende Entdeckung wurde durch Radarbeobachtungen von der Erde aus gemacht. Das Wassereis könnte sich in Kratern befinden, die so tief sind, dass die Sonnenstrahlen nie den Boden erreichen - in Polnähe, wo die Sonne nie hoch über den Horizont steigt, ist dies bereits bei relativ kleinen Kratern möglich. Das Eis stammt vermutlich von Kometen, die die Pole des Merkurs trafen.
Die restliche Oberfläche ist etwa so stark zerkratert wie die Hochländer des Erdmondes. Es gibt aber auch bedeutende Unterschiede: so fehlen "Maria" wie auf dem Mond fast vollständig, und es gibt eine grosse Menge von Faltungen und Verwerfungen, die entstanden, als sich der Merkur abkühlte und dabei etwas zusammen zog. In der Nähe des Nordpols findet sich das riesige Caloris-Becken, das beim Aufprall eines grossen Asteroiden mit mindestens 100 km Durchmesser auf dem Merkur entstand.
Nur etwa 60% der Merkuroberfläche sind bisher (bei Vorbeiflügen von Mariner-Sonden) kartiert worden - der Rest wird von der amerikanischen Raumsonde Messenger kartiert werden, die den Planeten im Jahr 2011 erreicht.

Geschichte und Geologie

Die Oberfläche des Merkurs scheint sehr alt zu sein, da sie vielerorts "Kratergestaettigt" ist - das heisst, praktisch jeder Stein an der Oberfläche wurde im Verlauf der Jahrmilliarden mindestens einmal durch einen Meteoriteneinschlag umgelagert. Sollte bei einem grossen Einschlag eines Planetesimals wirklich ein grosser Teil des Planeten verdampft sein, muss dies in der Frühzeit des Sonnensystems geschehen sein. Es wurde auch schon darüber spekuliert, ob die Asteroidengruppe der Vulkanoiden, die im Bereich der Merkur-Bahn ihre Bahnen um die Sonne ziehen sollen, Übrigbleibsel dieser kosmischen Kollision sein könnten. Geht man davon aus, dass der ursprüngliche Merkur das selbe Grössenverhältnis von Kern zum Rest des Planeten hatte wie die Erde, so hätte er damals einen Durchmesser von 6800 km gehabt - etwa die Grösse des Mars. Der Merkur war wahrscheinlich scho in der Anfangszeit des Sonnensystems viel zu heiss, als dass sich hier jemals hätte Leben entwickeln können. Bereits in den ersten Jahrmillionen des Sonnensystems muss die Temperatur auf der Tagseite auf über 100°C gestiegen sein. Merkur ist somit definitiv kein Kandidat für Leben.

Zukunft

In naher Zukunft wird der Merkur ab dem Jahr 2011 von der amerikanischen Raumsonde Messenger besucht und vermessen. Das Schicksal der geplanten europäischen Mission "Bepi-Colombo" zum Merkur ist derzeit ungewiss. In ferner Zukunft liegt auch eine „Sample-Return-Mission“, bei der Proben vom Merkur zur Erde zurück gebracht werden.
Werden jemals Menschen den Merkur besuchen? Auszuschliessen ist es nicht - die Oberflächenbedingungen sind viel freundlicher als auf der Venus, und der Merkur hätte geologisch viel zu bieten, auch was z.B. die chemische Zusammensetzung des "unteren Mantels" eines terrestrischen Planeten angeht, die beim Merkur direkt an der Oberfläche liegt (falls die Theorie der Kollision mit einem grossen Objekt tatsächlich zutrifft).

In ferner Zukunft ist Merkur der erste Planet, der von einer wachsenden Sonne verschlungen wird. Möglicherweise wird er zu dieser Zeit bereits in einer gebundenen Rotation zur Sonne stehen, worauf sich erst seine Tagseite verflüssigen und schliesslich verdampfen würde - bis er von der Hülle der expandierenden Sonne umgeben wird und in ihren Kern stürzt.