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MERKUR
Sorgt Eisen-Schnee für Magnetfeld?
von Stefan Deiters
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9. Mai 2008

Außer der Erde verfügt nur noch der sonnennächste Planet Merkur über ein globales Magnetfeld, das die Wissenschaft jedoch seit seiner Entdeckung vor ein Rätsel stellt. Die meisten bisherigen Modelle nämlich können dieses schwache Magnetfeld nicht erklären. Amerikanische Wissenschaftler glauben nun, dass eine Art Eisen-Schnee im Inneren des Planeten eine wichtige Rolle spielen könnte.

Merkur

Messengers Blick auf Merkur aus einer Entfernung von etwa 27.000 Kilometern. Bild: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington [mehr Details über das Bild im Artikel vom 16. Januar 2008]

Neue Untersuchungen deuten darauf hin, dass sich tief im flüssigen Inneren des sonnennächsten Planeten Merkur eine Art Eisen-Schnee bildet, der langsam in Richtung Planetenkern "fällt". Die Bewegung dieses Eisen-Schnees, so glauben amerikanische Wissenschaftler, könnte für das mysteriöse Magnetfeld des Merkur verantwortlich sein, das Forschern seit seiner Entdeckung Kopfzerbrechen bereitet. In einem Fachartikel für die Geophysical Research Letters beschreiben die Wissenschaftler die Ergebnisse von Laborexperimenten, in denen sie die Verhältnisse im Inneren des Merkur nachgestellt haben.

"Der schneiende Kern des Merkur eröffnet ganz neue Möglichkeiten, wie Konvektion entstehen und ein globales Magnetfeld erzeugen kann", erläutert Jie Li, Professorin für Geologie an der University of Illionois in Urbana-Champaign. Unter Konvektion versteht die Wissenschaft den Wärmetransport durch die Bewegung von Teilchen - im Gegensatz zur Wärmeleitung oder Wärmestrahlung. "Unsere Ergebnisse haben direkte Auswirkungen auf das Verständnis der Eigenschaften und der Entwicklung des Merkurkerns und auch über die Kerne anderer Planeten und Monde."

Merkur ist, von der Erde abgesehen, der einzige Planet im Sonnensystem, der über ein globales Magnetfeld verfügt. Es wurde in den 1970er Jahren von der NASA-Sonde Mariner 10 entdeckt und ist etwa Hundert mal schwächer als das Magnetfeld der Erde. Die meisten Modelle über den Aufbau des Merkur hatten bislang Probleme, das schwache Magnetfeld des sonnennächsten Planeten zu erklären.

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Die Forscher nehmen an, dass der Kern des Merkur hauptsächlich aus Eisen besteht, er aber auch Schwefel enthält, was den Schmelzpunkt des Eisens verringert. "Aktuelle Radarmessungen der Rotation von Merkur haben Unregelmäßigkeiten gezeigt, die darauf hindeuten, dass der Kern des Merkur zumindest teilweise geschmolzen ist", erläutert Bin Chen, der in Urbana-Champaign gerade seine Doktorarbeit anfertigt. "Aber ohne seismologische Daten wissen wir sehr wenig über den Kern des Planeten." astronews.com hatte vor einem Jahr über die Radarbeobachtungen berichtet.

Um die Vorgänge im Inneren von Merkur besser zu verstehen, haben die Wissenschaftler im Labor untersucht, wie sich ein Gemisch aus Eisen und Schwefel bei hohem Druck und hoher Temperatur verhält. Aus den Resultaten entwickelten die Forscher ein neues Bild über die Vorgänge unter der Merkuroberfläche: Im äußeren Kernbereich des geschmolzenen Kerns kühlt sich das Eisen-Schwefel-Gemisch langsam ab. Dabei kondensieren Eisenatome zu einer Art Schneeflocken aus, die Richtung Planetenzentrum fallen. Dadurch das Eisen-Schnee ins Zentrum fällt und leichtere, schwefelreiche Flüssigkeit nach oben steigt, würde, so erläutert Chen, ein Konvektionsstrom entstehen, der für das schwache globale Magnetfeld des Planeten verantwortlich ist.

"Unsere Ergebnisse liefern ein neuen theoretischen Rahmen, in dem auch die Beobachtungen der NASA-Merkursonde Messenger betrachtet werden können", so Li. "Und wir können nun Verbindungen herstellen zwischen den physikalischen Eigenschaften des sonnennächsten Planeten und der Entstehung und Entwicklung von erdähnlichen Planeten im Allgemeinen."

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siehe auch
Merkur: Innerster Planet hat geschmolzenen Kern - 7. Mai 2007
Merkur: Warum das Magnetfeld so schwach ist - 21. Dezember 2006
BepiColombo: Das Magnetfeld des Merkur - 3. Januar 2006
Mysteriöser Merkur - die astronews.com Berichterstattung über den Merkur
Links im WWW
Homepage von Jie Li mit Links zu Veröffentlichungen
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