Merkur konnte lange Zeit als ein "Stiefkind" der Planetenforschung gelten, denn seit Beginn der Raumfahrt vor mehr als 50 Jahren erkundete ihn nur eine einzige Raumsonde, Mariner 10, in den Jahren 1974 bis 1975 aus der Nähe. Im Januar 2008, nach einer Pause von 33 Jahren, passierte die kleine US-Raumsonde Messenger den innersten Planeten in einem Abstand von nur 200 Kilometern, wir berichteten.

Messenger soll nach zwei weiteren Merkur-Vorbeiflügen im Oktober 2008 und im September 2009, im März 2011 in eine Umlaufbahn um den innersten Planeten eintreten. Dann wird sie ihn vollständig kartieren und seine extrem dünne Atmosphäre und das schwache Magnetfeld erkunden.

Mariner 10 erfasste in den 1970er Jahren etwa 45 Prozent der Merkuroberfläche, Messenger erhöhte bei seinem Vorbeiflug die Abdeckung nun um weitere 21 Prozent. Außerdem sind die Kameras an Bord der Sonde wesentlich leistungsstärker als die an Bord von Mariner 10 und konnten daher aussagekräftigere Bilder liefern.

Besondere Aufmerksamkeit der Forscher erregten die deutlichen Belege von Vulkanismus auf Merkur. Bislang waren die Forscher davon ausgegangen, dass der innerste Planet, ähnlich wie der Erdmond, eine geologische Museumswelt ist. Sein Inneres sollte wegen der geringen Größe und Masse längst ausgekühlt und damit fest sein. Damit wäre jegliche geologische Aktivität auf Merkur seit langer Zeit erloschen, und seine Oberfläche würde nur noch durch Einschläge von Asteroiden und Kometen verändert.

Die von Messenger neu entdeckten vulkanischen Strukturen finden sich besonders im Umfeld und im Inneren des größten bekannten Einschlagbeckens auf Merkur, der rund 1500 Kilometer großen "Caloris Planitia". Dieser riesige Krater bildete sich vor rund 3,8 Milliarden Jahren. In seinem Zentrum und an den Rändern sind vulkanische Formen sichtbar, die eindeutig auf basaltische Lava zurückzuführen sind.

Hier durchbrachen – deutlich nach der Entstehung von Caloris – heiße Gesteinsschmelzen die Merkurkruste und breiteten sich entlang dem lokalen Gefälle an der Oberfläche aus. An manchen Stellen lassen sich noch die Fronten einzelner Lavaströme entdecken.

Messenger stieß auch auf Befege für explosiven Merkur-Vulkanismus. Eine Aufnahme aus dem Umfeld des Caloris-Beckens zeigt einen unregelmäßig geformten vulkanischen Krater, dessen Umgebung von einer glatten Schicht so genannter Pyroklastika eingenommen wird. Die Schicht bedeckt teilweise bereits vorher vorhandene Einschlagkrater und weist selbst nur sehr wenige Krater auf. Pyroklastika bilden sich, wenn in den Laven gelöste Gase bei der plötzlichen Druckentlastung an der Oberfläche die Gesteinsschmelze aufschäumen lassen und dabei auseinanderblasen. Es bilden sich feine Partikel, die als so genannte vulkanische Aschen im Umfeld um den Vulkan niedergehen. Zudem gesellen sich auch größere Fetzen geschmolzenen Gesteins dazu, die als vulkanische Bomben bezeichnet werden.

Magnetfeld bestätigt!

Zur großen Überraschung der Planetenforscher hatte die Sonde Mariner 10 vor 33 Jahren ein schwaches Magnetfeld nachgewiesen. Allerdings bestand keine Einigkeit darin, ob es sich dabei um ein im Merkurinneren erzeugtes Magnetfeld handelt oder ob es durch magnetische Minerale in der festen Kruste erzeugt wird, die als eine Art von Dauermagneten wirken.

Messenger konnte nun zweifelsfrei zeigen, dass das Merkurmagnetfeld im großen Eisenkern des Planeten entsteht. In Merkurinneren müssen also größere Teile des Kerns flüssig sein, und sich wie bei der Erde in konvektiver Bewegung befinden. Dabei steigen heißere, also weniger dichte Partien der Nickel-Eisen-Legierung vom Zentrum her auf, während kühlere und damit dichtere Teile zum Zentrum hin absinken. Im Planetenkern fließen auch größere elektrische Ströme, die in Zusammenwirkung mit den Materieströmen das schwache, aber deutlich messbare Magnetfeld des innersten Planeten erzeugen. Es erreicht aber nur etwa ein Prozent der Feldstärke des irdischen Magnetfelds.

Dies sind nur einige kurze Schlaglichter auf die Ergebnisse von Messenger. Sie zeigen aber, dass Merkur eine eigene geologische Geschichte durchlief, und dass sich der Planet trotz seiner großen Ähnlichkeit mit dem Erdmond deutlich anders entwickelt hat.

TA