WIE VERGLEICHT SICH MERKUR MIT DER ERDE?

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Merkur wurde angemessen nach dem römischen Boten der Götter benannt. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass seine scheinbare Bewegung am Nachthimmel schneller war als die der anderen Planeten. Als Astronomen mehr über diesen „Botenplaneten“ erfuhren, wurde ihnen klar, dass seine Bewegung auf seine enge Umlaufbahn zur Sonne zurückzuführen ist, die dazu führt, dass er alle 88 Tage eine einzige Umlaufbahn abschließt.

Die Nähe von Merkur zur Sonne ist nur eines seiner bestimmenden Merkmale. Im Vergleich zu den anderen Planeten des Sonnensystems treten starke Temperaturschwankungen auf, die von sehr heiß bis sehr kalt reichen. Es ist auch sehr felsig und hat keine nennenswerte Atmosphäre. Aber um wirklich ein Gefühl dafür zu bekommen, wie sich Merkur im Vergleich zu den anderen Planeten des Sonnensystems aufbaut, müssen wir uns ansehen, wie Merkur im Vergleich zur Erde ist.

Größe, Masse und Umlaufbahn:

Der Durchmesser von Merkur beträgt 4.879 km, was ungefähr 38% des Erddurchmessers entspricht. Mit anderen Worten, wenn Sie drei Mercurys nebeneinander stellen, sind sie von Ende zu Ende etwas größer als die Erde. Dies macht Merkur zwar kleiner als die größten natürlichen Satelliten in unserem System - wie Ganymed und Titan -, aber es ist massiver und weitaus dichter als sie.

Tatsächlich beträgt die Masse von Quecksilber ungefähr 3,3 x 10²³ kg (5,5% der Masse der Erde), was bedeutet, dass seine Dichte - bei 5,427 g / cm³- ist der zweithöchste aller Planeten im Sonnensystem und nur geringfügig geringer als der der Erde (5,515 g / cm)³). Dies bedeutet auch, dass die Oberflächengravitation von Quecksilber 3,7 m / s beträgt²Dies entspricht 38% der Erdgravitation (0,38)G). Dies bedeutet, dass Sie bei einem Gewicht von 100 kg auf der Erde 38 kg auf Quecksilber wiegen würden.

Mittlerweile beträgt die Oberfläche von Quecksilber 75 Millionen Quadratkilometer, was ungefähr 10% der Erdoberfläche entspricht. Wenn Sie Quecksilber auspacken könnten, wäre es fast doppelt so groß wie die Fläche Asiens (44 Millionen Quadratkilometer). Und das Volumen von Quecksilber beträgt 6,1 x 10¹⁰ km³, was 5,4% des Erdvolumens entspricht. Mit anderen Worten, Sie könnten Merkur 18 Mal in die Erde einbauen und trotzdem ein bisschen Platz übrig haben.

In Bezug auf die Umlaufbahn könnten Merkur und Erde wahrscheinlich unterschiedlicher nicht sein. Zum einen hat Merkur die exzentrischste Umlaufbahn aller Planeten im Sonnensystem (0,205) im Vergleich zu 0,0167 auf der Erde. Aus diesem Grund variiert die Entfernung von der Sonne zwischen 46 Millionen km (29 Millionen Meilen) am nächsten (Perihel) und 70 Millionen km (43 Millionen Meilen) am weitesten (Aphel).

Dies bringt Merkur viel näher an die Sonne als die Erde, die in einer durchschnittlichen Entfernung von 149.598.023 km (92.955.902 mi) oder 1 AE umkreist. Diese Entfernung reicht von 147.095.000 km (91.401.000 mi) bis 152.100.000 km (94.500.000 mi) - 0,98 bis 1.017 AU. Bei einer durchschnittlichen Umlaufgeschwindigkeit von 47,362 km / s benötigt Merkur insgesamt 87,969 Erdentage, um eine einzelne Umlaufbahn zu absolvieren - im Vergleich zu 365,25 Tagen auf der Erde.

Da Merkur jedoch auch 58,646 Tage benötigt, um eine einzelne Umdrehung durchzuführen, dauert es 176 Erdentage, bis die Sonne an denselben Ort am Himmel zurückkehrt (auch bekannt als Sonnentag). Auf Merkur ist ein einzelner Tag doppelt so lang wie ein einzelnes Jahr. Auf der Erde ist ein einzelner Sonnentag aufgrund seiner schnellen Rotation von 1674,4 km / h 24 Stunden lang. Quecksilber hat auch die niedrigste axiale Neigung aller Planeten im Sonnensystem - ungefähr 0,027 ° im Vergleich zu 23,439 ° auf der Erde.

Struktur und Zusammensetzung:

Ähnlich wie die Erde ist Merkur ein terrestrischer Planet, was bedeutet, dass er aus Silikatmineralien und Metallen besteht, die zwischen einem festen Metallkern und einer Silikatkruste und einem Silikatmantel unterschieden werden. Für Merkur ist der Abbau dieser Elemente höher als für die Erde. Während die Erde hauptsächlich aus Silikatmineralien besteht, besteht Quecksilber zu 70% aus Metall und zu 30% aus Silikaten.

Ebenso wie bei der Erde wird angenommen, dass das Innere von Merkur aus einer Eisenschmelze besteht, die von einem Mantel aus Silikatmaterial umgeben ist. Quecksilberkern, -mantel und -kruste sind 1.800 km, 600 km bzw. 100-300 km dick. Erdkern, Erdmantel und Erdkruste sind 3478 km, 2800 km und bis zu 100 km dick.

Darüber hinaus schätzen Geologen, dass der Kern von Merkur etwa 42% seines Volumens einnimmt (im Vergleich zu 17% auf der Erde) und der Kern einen höheren Eisengehalt aufweist als jeder andere große Planet im Sonnensystem. Es wurden verschiedene Theorien vorgeschlagen, um dies zu erklären. Die am weitesten verbreitete war, dass Merkur einst ein größerer Planet war, der von einem Planetesimal getroffen wurde, das einen Großteil der ursprünglichen Kruste und des ursprünglichen Mantels entfernte.

Oberflächenmerkmale:

Merkur ähnelt in seiner Oberfläche eher dem Mond als der Erde. Es hat eine trockene Landschaft, die von Asteroiden-Einschlagkratern und alten Lavaströmen geprägt ist. In Kombination mit ausgedehnten Ebenen deuten diese darauf hin, dass der Planet seit Milliarden von Jahren geologisch inaktiv ist.

Die Namen für diese Funktionen stammen aus verschiedenen Quellen. Krater sind nach Künstlern, Musikern, Malern und Autoren benannt; Grate sind nach Wissenschaftlern benannt; Depressionen sind nach architektonischen Werken benannt; Berge werden in verschiedenen Sprachen nach dem Wort „heiß“ benannt; Flugzeuge sind in verschiedenen Sprachen nach Merkur benannt; Steilwände sind nach Schiffen wissenschaftlicher Expeditionen benannt, und Täler sind nach Radioteleskopeinrichtungen benannt.

Während und nach seiner Entstehung vor 4,6 Milliarden Jahren wurde Merkur schwer von Kometen und Asteroiden bombardiert, und vielleicht auch wieder während der späten schweren Bombardierungsperiode. Aufgrund der fehlenden Atmosphäre und des Niederschlags bleiben diese Krater Milliarden von Jahren später intakt. Krater auf Quecksilber haben einen Durchmesser von kleinen schalenförmigen Hohlräumen bis zu mehrringigen Aufprallbecken mit einem Durchmesser von Hunderten von Kilometern.

Der größte bekannte Krater ist das Caloris-Becken mit einem Durchmesser von 1.550 km. Der Aufprall, der es verursachte, war so stark, dass es Lavaeruptionen auf der anderen Seite des Planeten verursachte und einen konzentrischen Ring über 2 km Höhe hinterließ, der den Einschlagkrater umgab. Insgesamt wurden an den untersuchten Teilen von Quecksilber etwa 15 Einschlagbecken identifiziert.

Die Erdoberfläche ist inzwischen erheblich anders. Für den Anfang sind 70% der Oberfläche mit Ozeanen bedeckt, während die Gebiete, in denen die Erdkruste über den Meeresspiegel steigt, die Kontinente bilden. Sowohl über als auch unter dem Meeresspiegel gibt es Gebirgszüge, Vulkane, Steilküsten (Gräben), Schluchten, Hochebenen und Abgrundebenen. Die verbleibenden Teile der Oberfläche sind von Bergen, Wüsten, Ebenen, Hochebenen und anderen Landformen bedeckt.

Die Oberfläche von Quecksilber weist in der Vergangenheit viele Anzeichen für eine geologische Aktivität auf, hauptsächlich in Form von schmalen Graten, die sich bis zu Hunderten von Kilometern Länge erstrecken. Es wird angenommen, dass diese als Merkurs Kern und Mantel gebildet wurden, die zu einer Zeit abgekühlt und zusammengezogen waren, als sich die Kruste bereits verfestigt hatte. Die geologische Aktivität wurde jedoch vor Milliarden von Jahren eingestellt und die Kruste ist seitdem fest.

In der Zwischenzeit ist die Erde immer noch geologisch aktiv und besitzt die Konvektion des Mantels. Die Lithosphäre (die Kruste und die obere Schicht des Mantels) ist in Stücke zerbrochen, die als tektonische Platten bezeichnet werden. Diese Platten bewegen sich relativ zueinander und Wechselwirkungen zwischen ihnen verursachen Erdbeben, vulkanische Aktivitäten (wie den „Pazifischen Feuerring“), Gebirgsbildung und ozeanische Grabenbildung.

Atmosphäre und Temperatur:

Wenn es um ihre Atmosphäre geht, könnten Erde und Merkur unterschiedlicher nicht sein. Die Erde hat eine dichte Atmosphäre, die aus fünf Hauptschichten besteht - der Troposphäre, der Stratosphäre, der Mesosphäre, der Thermosphäre und der Exosphäre. Die Erdatmosphäre besteht ebenfalls hauptsächlich aus Stickstoff (78%) und Sauerstoff (21%) mit Spuren von Wasserdampf, Kohlendioxid und anderen gasförmigen Molekülen.

Aus diesem Grund beträgt die durchschnittliche Oberflächentemperatur auf der Erde ungefähr 14 ° C, wobei die geografische Region, die Höhe und die Jahreszeit stark variieren. Die heißeste Temperatur, die jemals auf der Erde gemessen wurde, betrug 70,7 ° C in der iranischen Lut-Wüste, während die kälteste Temperatur an der sowjetischen Wostok-Station auf dem Antarktischen Plateau -89,2 ° C betrug.

Quecksilber hat eine schwache und variable Exosphäre, die aus Wasserstoff, Helium, Sauerstoff, Natrium, Calcium, Kalium und Wasserdampf besteht, mit einem kombinierten Druckniveau von etwa 10^-14 bar (ein Billiardstel des atmosphärischen Drucks der Erde). Es wird angenommen, dass diese Exosphäre aus von der Sonne eingefangenen Partikeln, vulkanischer Ausgasung und Trümmern gebildet wurde, die durch Mikrometeoriteneinschläge in die Umlaufbahn geschleudert wurden.

Da es keine lebensfähige Atmosphäre gibt, kann Merkur die Wärme der Sonne nicht zurückhalten. Infolge dieser und seiner hohen Exzentrizität erfährt der Planet weitaus extremere Temperaturschwankungen als die Erde. Während die der Sonne zugewandte Seite Temperaturen von bis zu 700 K (427 ° C) erreichen kann, kann die dunkle Seite Temperaturen von bis zu 100 K (-173 ° C) erreichen.

Trotz dieser hohen Temperaturen wurde die Existenz von Wassereis und sogar organischen Molekülen auf der Quecksilberoberfläche bestätigt. Die Böden tiefer Krater an den Polen sind niemals direktem Sonnenlicht ausgesetzt, und die Temperaturen bleiben dort unter dem planetarischen Durchschnitt. In dieser Hinsicht haben Merkur und Erde noch etwas gemeinsam, nämlich das Vorhandensein von Wassereis in seinen Polarregionen.

Magnetfelder:

Ähnlich wie die Erde hat Merkur ein signifikantes und anscheinend globales Magnetfeld, das etwa 1,1% der Stärke der Erde entspricht. Es ist wahrscheinlich, dass dieses Magnetfeld durch einen Dynamoeffekt ähnlich dem Magnetfeld der Erde erzeugt wird. Dieser Dynamoeffekt würde sich aus der Zirkulation des eisenreichen Flüssigkeitskerns des Planeten ergeben.

Das Magnetfeld von Merkur ist stark genug, um den Sonnenwind um den Planeten abzulenken und so eine Magnetosphäre zu erzeugen. Die Magnetosphäre des Planeten ist zwar klein genug, um in die Erde zu passen, aber stark genug, um Sonnenwindplasma einzufangen, was zur Verwitterung der Planetenoberfläche im Weltraum beiträgt.

Insgesamt stehen Merkur und Erde in starkem Kontrast. Während beide terrestrischer Natur sind, ist Merkur bedeutend kleiner und weniger massereich als die Erde, obwohl es eine ähnliche Dichte hat. Die Zusammensetzung von Quecksilber ist auch viel metallischer als die der Erde, und seine 3: 2-Orbitalresonanz führt dazu, dass ein einzelner Tag doppelt so lang ist wie ein Jahr.

Aber vielleicht am schlimmsten sind die extremen Temperaturschwankungen, die Merkur im Vergleich zur Erde durchläuft. Dies liegt natürlich daran, dass Merkur viel näher an der Sonne umkreist als die Erde und keine nennenswerte Atmosphäre hat. Und seine langen Tage und langen Nächte bedeuten auch, dass eine Seite ständig von der Sonne oder in eiskalter Dunkelheit gebacken wird.

Wir haben viele Geschichten über Mercury im Space Magazine geschrieben. Hier sind interessante Fakten über Merkur, welche Art von Planet ist Merkur? Wie lange dauert ein Tag auf Merkur?, Die Umlaufbahn von Merkur. Wie lang ist ein Jahr auf Quecksilber?, Wie hoch ist die Oberflächentemperatur von Quecksilber?, Wassereis und organische Stoffe am Nordpol von Quecksilber, Eigenschaften von Quecksilber, Oberfläche von Quecksilber und Missionen zu Quecksilber

Wenn Sie weitere Informationen zu Mercury wünschen, lesen Sie den NASA Solar System Exploration Guide und hier einen Link zur MESSENGER Misson Page der NASA.

Wir haben auch eine ganze Episode von Astronomy Cast aufgenommen, in der es nur um den Planeten Merkur geht. Hören Sie es hier, Episode 49: Merkur.

Quellen: