Wissenschaftler haben im Merkur, dem kleinsten Planeten unseres Sonnensystems, ein verborgenes Juwel entdeckt. Anhand von Daten der NASA-Raumsonde MESSENGER vermuten Forscher, dass sich darunter Quecksilber’s Kruste liegt ein Diamantmantel ungefähr 10 Meilen dick.
Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften wie seiner extrem dunklen Oberfläche, seines ungewöhnlich dichten Kerns und des frühen Endes seiner vulkanischen Aktivität war Merkur für die Wissenschaft schon immer ein Rätsel. Ein weiteres rätselhaftes Merkmal sind die Graphitflecken auf der Oberfläche des Merkur, die die Wissenschaft zu der Hypothese veranlassten, dass der Planet in seiner Frühgeschichte einst einen kohlenstoffreichen Magmaozean besessen habe.
Dieser Ozean wäre an die Oberfläche gestiegen und hätte die Graphitflecken erzeugt und zum dunklen Erscheinungsbild Merkurs beigetragen.
Derselbe Prozess, der die Graphitflecken gebildet hat, soll auch einen kohlenstoffreichen Mantel unter der Oberfläche geschaffen haben. Das Forschungsteam geht jedoch davon aus, dass dieser Mantel nicht aus Graphen besteht, wie bisher angenommen, sondern aus Diamant, einem anderen Allotrop des Kohlenstoffs.
„Wir gehen davon aus, dass angesichts der neuen Schätzung des Drucks an der Mantel-Kern-Grenze und der Tatsache, dass Merkur ein kohlenstoffreicher Planet ist, das kohlenstoffhaltige Mineral, das sich an der Schnittstelle zwischen Mantel und Kern bilden würde, Diamant und nicht Graphit ist“, erklärte Teammitglied Olivier Namur, außerordentlicher Professor an der KU Leuven. „Unsere Studie verwendet geophysikalische Daten, die von der NASA-Raumschiff MESSENGER,“ fügte Namur hinzu.
Um diese Hypothese zu untersuchen, reproduzierte das Team die Drücke und Temperaturen, die im Inneren des Merkurs herrschen, mithilfe einer Großvolumenpresse hier auf der Erde. Sie setzten ein synthetisches Silikat, das das Material im Merkurs Mantel darstellt, Drücken von über sieben Gigapascal und Temperaturen von bis zu 2.177 Grad Celsius aus. So konnten sie untersuchen, wie sich Mineralien, die denen im frühen Merkurs Mantel ähneln, unter diesen extremen Bedingungen verändert hätten.
Mithilfe von Computermodellen analysierten die Forscher außerdem Daten über das Innere des Merkurs, die Einblicke in die mögliche Entstehung des Diamantmantels lieferten.
Die Entdeckung des möglichen Diamantmantels des Merkurs unterstreicht die Unterschiede in den Entstehungsprozessen der Gesteinsplaneten des Sonnensystems. „Merkur entstand viel näher an der Sonne, wahrscheinlich aus einer kohlenstoffreichen Staubwolke. Infolgedessen enthält Merkur weniger Sauerstoff und mehr Kohlenstoff als andere Planeten, was zur Bildung einer Diamantschicht führte“, erklärte Namur.
Die Forscher hoffen, dass dieser Befund dazu beitragen könnte, weitere Geheimnisse rund um den Merkur zu lüften, etwa das vorzeitige Ende seiner vulkanischen Phase vor etwa 3,5 Milliarden Jahren.
In der Zukunft möchte das Team die thermischen Auswirkungen einer Diamantschicht an der Mantel-/Kerngrenze untersuchen und wartet gespannt auf die Daten der BepiColombo-Mission, die in die Fußstapfen von MESSENGER treten und weitere Einblicke in die innere Struktur und Entwicklung des Merkurs liefern wird.
Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften wie seiner extrem dunklen Oberfläche, seines ungewöhnlich dichten Kerns und des frühen Endes seiner vulkanischen Aktivität war Merkur für die Wissenschaft schon immer ein Rätsel. Ein weiteres rätselhaftes Merkmal sind die Graphitflecken auf der Oberfläche des Merkur, die die Wissenschaft zu der Hypothese veranlassten, dass der Planet in seiner Frühgeschichte einst einen kohlenstoffreichen Magmaozean besessen habe.
Dieser Ozean wäre an die Oberfläche gestiegen und hätte die Graphitflecken erzeugt und zum dunklen Erscheinungsbild Merkurs beigetragen.
Derselbe Prozess, der die Graphitflecken gebildet hat, soll auch einen kohlenstoffreichen Mantel unter der Oberfläche geschaffen haben. Das Forschungsteam geht jedoch davon aus, dass dieser Mantel nicht aus Graphen besteht, wie bisher angenommen, sondern aus Diamant, einem anderen Allotrop des Kohlenstoffs.
„Wir gehen davon aus, dass angesichts der neuen Schätzung des Drucks an der Mantel-Kern-Grenze und der Tatsache, dass Merkur ein kohlenstoffreicher Planet ist, das kohlenstoffhaltige Mineral, das sich an der Schnittstelle zwischen Mantel und Kern bilden würde, Diamant und nicht Graphit ist“, erklärte Teammitglied Olivier Namur, außerordentlicher Professor an der KU Leuven. „Unsere Studie verwendet geophysikalische Daten, die von der NASA-Raumschiff MESSENGER,“ fügte Namur hinzu.
Um diese Hypothese zu untersuchen, reproduzierte das Team die Drücke und Temperaturen, die im Inneren des Merkurs herrschen, mithilfe einer Großvolumenpresse hier auf der Erde. Sie setzten ein synthetisches Silikat, das das Material im Merkurs Mantel darstellt, Drücken von über sieben Gigapascal und Temperaturen von bis zu 2.177 Grad Celsius aus. So konnten sie untersuchen, wie sich Mineralien, die denen im frühen Merkurs Mantel ähneln, unter diesen extremen Bedingungen verändert hätten.
Mithilfe von Computermodellen analysierten die Forscher außerdem Daten über das Innere des Merkurs, die Einblicke in die mögliche Entstehung des Diamantmantels lieferten.
Die Entdeckung des möglichen Diamantmantels des Merkurs unterstreicht die Unterschiede in den Entstehungsprozessen der Gesteinsplaneten des Sonnensystems. „Merkur entstand viel näher an der Sonne, wahrscheinlich aus einer kohlenstoffreichen Staubwolke. Infolgedessen enthält Merkur weniger Sauerstoff und mehr Kohlenstoff als andere Planeten, was zur Bildung einer Diamantschicht führte“, erklärte Namur.
Die Forscher hoffen, dass dieser Befund dazu beitragen könnte, weitere Geheimnisse rund um den Merkur zu lüften, etwa das vorzeitige Ende seiner vulkanischen Phase vor etwa 3,5 Milliarden Jahren.
In der Zukunft möchte das Team die thermischen Auswirkungen einer Diamantschicht an der Mantel-/Kerngrenze untersuchen und wartet gespannt auf die Daten der BepiColombo-Mission, die in die Fußstapfen von MESSENGER treten und weitere Einblicke in die innere Struktur und Entwicklung des Merkurs liefern wird.