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Der sonnennächste Planet im Labor
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung der Leibniz Universität Hannover
astronews.com
29. Dezember 2014
Seit die NASA-Sonde MESSENGER den Merkur umrundet, liegen
deutlich mehr Daten über den sonnennächsten Planeten unseres Systems vor.
Wissenschaftler der Universität Hannover wollen diese Informationen nun nutzen,
um in Experimenten die Kruste des Planeten im Labor nachzustellen. Dazu müssen
sie teils extreme Bedingungen schaffen.
Der sonnennächste Planet Merkur in einer
Aufnahme der NASA-Sonde MESSENGER.
Bild: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington
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Merkur ist der kleinste Planet in unserem Sonnensystem und zieht seine Bahnen
ganz dicht an der Sonne. Bislang wusste man wenig über die Bedingungen auf
Merkur. Von der Erde ist der Planet schwer zu sehen, weil ihn das helle
Sonnenlicht überstrahlt. Gesteinsproben, die durch Meteoriteneinschläge auf der
Erde landen – wie zum Beispiel vom Mars –, gibt es vom Merkur nicht.
Seit 2011 ändert sich diese Situation allerdings, weil die NASA-Raumsonde
MESSENGER seitdem den Merkur umkreist und ständig Bilder und Daten liefert. Die
Daten bieten Wissenschaftlern die Möglichkeit für ganz neue Ansätze zur
Erforschung des Planeten. Die neuen Informationen über den sonnennächsten
Planeten machen sich Geologen der Leibniz Universität Hannover zunutze. Sie
stellen in Experimenten die Bedingungen auf dem Merkur im Labor nach und nutzen
dafür die MESSENGER-Daten als Referenz.
Der Schwerpunkt des Teams um Dr. Olivier Namur vom Institut für Mineralogie
liegt in der Erforschung der Kruste des Planeten Merkur. Durch die Daten, die
MESSENGER liefert, weiß man, dass es hohe Konzentrationen von Schwefel an der
Oberfläche gibt. Das kann die Sonde mithilfe ihres Röntgenstrahlen-Spektrometers
erfassen. Jedes Material produziert charakteristische Strahlung, so dass die
Menge der vorhandenen Materialien sehr genau festgestellt werden kann.
Über die Bedingungen in der Tiefe weiß man allerdings nicht viel. Welche
Temperatur und welcher Druck herrschen im Inneren des Planeten, um solche Mengen
an Schwefel an der Oberfläche zu erzeugen? Hier setzen die hannoverschen
Wissenschaftler an. Sie stellen im Labor mögliche Druck- und
Temperaturbedingungen nach und testen, ob unter diesen Umständen die
charakteristischen Merkur-Materialien erzeugt werden können.
"In Hannover sind die Laborbedingungen dafür einzigartig", so Namur. "Wir
können einen Druck von bis zu 7.000 Bar und Temperaturen von bis zu 1.600 Grad
Celsius herstellen." Ein Fokus der Geologen liegt dabei auf der Frage, warum es
in der Kruste des Merkur so große Mengen an Schwefel gibt, aber offenbar so gut
wie kein Eisen.
"Auf der Erde ist Eisen notwendig, um Schwefel zu binden, da dieser meist als
Eisensulfid vorliegt", berichtet Dr. Namur. Dies scheine unter
Merkur-Bedingungen anders zu sein. "Die spannende Frage ist, wie es zu so hohen
Schwefelkonzentrationen auf dem Merkur kommt, obwohl dort kaum Eisen vorliegt",
ergänzt der wissenschaftliche Mitarbeiter André Stechern.
Die Geologen erhoffen sich von den Labor-Untersuchungen neue Erkenntnisse zu
dieser Fragestellung. Auch der Sauerstoffgehalt in der Kruste des Merkur
interessiert die Wissenschaftler, da man ihn nicht direkt messen kann. Auf der
Erde gibt es viel Sauerstoff und wenig Schwefel, auf dem Merkur ist die
Situation offenbar umgekehrt. Um den Sauerstoffgehalt genau zu ermitteln, können
auch hier die Labor-Experimente aufschlussreich sein.
Das Ziel der Geologen ist, die Kruste des Merkur im Labor quasi
"nachzubauen". Das Projekt unter der Federführung von Namur wird durch ein
Alexander von Humboldt-Stipendium und anschließend durch ein
Marie-Curie-Stipendium der EU-Kommission finanziert. Dadurch kann der Belgier
noch für etwa zwei Jahre in Hannover an dem Merkur-Projekt weiterarbeiten. Das
sogenannte Intra-European-Fellowship (IEF) des Marie-Curie-Stipendienprogramms
ermöglicht Nachwuchswissenschaftlern, für ein bis zwei Jahre in einem anderen
EU-Land oder assoziierten Staat zu forschen.
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