Seit das MESSENGER-Raumschiff 2011 in die Umlaufbahn um Merkur eintrat und sogar seit Mariner 10 1974 vorbeiflog, haben eigenartige „dunkle Flecken“, die auf der Oberfläche des Planeten beobachtet wurden, Wissenschaftler hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und Herkunft fasziniert. Dank hochauflösender Spektraldaten, die MESSENGER in den letzten Monaten seiner Mission erfasst hat, haben Forscher nun bestätigt, dass die dunklen Flecken von Merkur eine Form von Kohlenstoff enthalten, die Graphit genannt wird und aus der ursprünglichen, alten Kruste des Planeten ausgegraben wurde.
Die dunklen Flecken auf Quecksilber - auch als „Material mit geringem Reflexionsvermögen“ oder LRM bezeichnet -, die häufig in und um Einschlagkrater und Vulkanschloten zu finden sind, wurden ursprünglich als von Kometen auf den Planeten gelieferter Kohlenstoff verdächtigt.
Daten von MESSENGERs Gamma- und Neutronenspektrometer (GRNS) und Röntgeninstrumenten bestätigten, dass das LRM hohe Mengen an graphitischem Kohlenstoff enthält, aber wahrscheinlich aus Quecksilber selbst stammt. Es wird vermutet, dass Merkur einst von einer Kruste aus Graphit bedeckt war, als ein Großteil des Planeten noch geschmolzen war.
"Experimente und Modelle zeigen, dass mit der Abkühlung dieses Magma-Ozeans und der Kristallisation der Mineralien alle erstarrten Mineralien sinken würden, mit Ausnahme von Graphit, der schwimmfähig gewesen wäre und sich als ursprüngliche Quecksilberkruste angesammelt hätte", sagte Rachel Klima. Co-Autor einer kürzlich durchgeführten Studie über LRM und ein Planetengeologe am Labor für Angewandte Physik der Johns Hopkins University. „Wir glauben, dass LRM Reste dieser Urkruste enthalten kann. In diesem Fall beobachten wir möglicherweise die Überreste der ursprünglichen 4,6 Milliarden Jahre alten Oberfläche von Merkur. "
Obwohl die sichtbare Färbung ähnlich und mit Kratern, Rissen und Bergen bedeckt ist, enden alle Ähnlichkeiten zwischen Merkur und anderen kleineren Welten in unserem Sonnensystem - einschließlich unseres Mondes - dort. Merkur hat eine eigene Formationsgeschichte und ist kompositorisch einzigartig unter den Planeten.
Diese Daten, die eine derart hohe Graphitkonzentration in der Quecksilberkruste aufzeigen, tragen nur zu diesen Unterschieden bei und geben Aufschluss über die verschiedenen Elemente, die um die Sonne herum vorhanden waren, als sich die Planeten bildeten.
"Die Entdeckung von reichlich vorhandenem Kohlenstoff auf der Oberfläche deutet darauf hin, dass wir möglicherweise Reste von Mercurys ursprünglicher alter Kruste sehen, die in die Vulkangesteine eingemischt sind und Ejekta treffen, die die Oberfläche bilden, die wir heute sehen", sagte Larry Nittler, Co-Autor und stellvertretender Direktor des Forschungspapiers Ermittler der MESSENGER-Mission. "Dieses Ergebnis ist ein Beweis für den phänomenalen Erfolg der MESSENGER-Mission und ergänzt eine lange Liste von Möglichkeiten, wie sich der innerste Planet von seinen planetarischen Nachbarn unterscheidet, und liefert zusätzliche Hinweise auf den Ursprung und die frühe Entwicklung des inneren Sonnensystems."
Auf der Erde wird Graphit in der Industrie verwendet, um Ziegel herzustellen, die feuerfeste Öfen auskleiden und den Kohlenstoffgehalt von Stahl erhöhen. Es wird auch häufig in feuerhemmenden Mitteln, Batterien und Schmiermitteln verwendet und in verschiedenen Mengen mit Ton gemischt, um das „Blei“ in Stiften zu erzeugen (die übrigens kein tatsächliches Blei enthalten).
Diese Ergebnisse wurden in der Advanced Online Publication of vom 7. März 2016 veröffentlichtNaturgeowissenschaften.
MESSENGER (MEccury Surface, Space ENvironment, GEochemistry und Ranging) war eine von der NASA gesponserte wissenschaftliche Untersuchung des Planeten Merkur und die erste Weltraummission, die den der Sonne am nächsten gelegenen Planeten umkreisen soll. Das Raumschiff MESSENGER startete am 3. August 2004 und trat am 17. März 2011 (18. März 2011 UTC) in die Umlaufbahn um Merkur ein. Am 30. April 2015, nach vier Jahren im Orbit, endete die Mission und das operative Leben von MESSENGER, als es die Oberfläche von Merkur in seiner nördlichen Polarregion traf.
Quelle: Carnegie Science und JHUAPL
Bildnachweis: NASA / Labor für Angewandte Physik der Johns Hopkins University / Carnegie Institution of Washington
