Gesundheit: Rätselhafte Hölle

Eine mit Kratern übersäte, tote Gluthölle - so erscheint der Planet Merkur auf den ersten Blick. Doch für die Astronomen ist der innerste Planet noch immer eine Welt voller Rätsel. Liegt Wassereis an seinen Polen, wie man aufgrund der seltsamen, hellen Radarechos vermuten könnte? Warum besitzt Merkur ein Magnetfeld?

Am heutigen Montag macht sich die amerikanische Raumsonde „Messenger“ auf den Weg zum Merkur, um Antworten auf solche Fragen zu finden. Dreieinhalb Jahre dauert der Flug der Sonde zum sonnennächsten Planeten. Dann fliegt „Messenger“ zunächst dreimal am Merkur vorbei, bis sich die Bahn der Sonde jener des Planeten weit genug angeglichen hat, um im März 2011 das Einschwenken in eine Umlaufbahn um den Merkur zu erlauben.

Es ist erst der zweite Besuch, den der Planet von der Menschheit erhält. In den Jahren 1974 und 1975 flog die Sonde „Mariner 10“ dreimal am Merkur vorbei – ohne allerdings in eine Umlaufbahn einzuschwenken. Sie fotografierte dabei knapp die Hälfte der Planetenoberfläche. Entsprechend lückenhaft sind auch heute noch die Kenntnisse der Astronomen über den sonnennächsten Planeten.

Merkur ist eine kleine Welt: Mit einem Durchmesser von knapp 4900 Kilometern ist er nach Pluto der zweitkleinste Planet des Sonnensystems. In der glühenden Strahlung der nahen Sonne – der Abstand des Merkur von der Sonne beträgt mit 58 Millionen Kilometern nur etwa ein Drittel der Entfernung Erde-Sonne – heizt sich die Oberfläche des Planeten tagsüber auf über 400 Grad auf. Doch keine schützende Atmosphäre hält die glühende Hitze fest: Nachts kühlt der Merkurboden auf unter minus 200 Grad ab. Allenfalls eine sehr dünne Hülle mit Wasserstoff, Helium, Sauerstoff, Natrium und Kalium vermuten die Astronomen.

Neben unzähligen Kratern, entstanden durch den Einschlag von Asteroiden und Kometen, zeigen die Mariner-Bilder auch mehrere hundert Meter hohe Klippen, die sich teilweise über Hunderte von Kilometern hinweg erstrecken. Dabei handelt es sich nach Ansicht der Forscher um „Altersfalten“, die sich bei der Abkühlung des Planeteninneren und der damit verbundenen Schrumpfung der Planetenkruste gebildet haben.

Da Merkur erheblich kleiner als die Erde ist, sollte sein Inneres – ähnlich wie beim Erdmond und beim Mars – bereits erkaltet und fest geworden sein. Umso überraschter waren die Forscher, als Mariner 10 ein Magnetfeld um den Planeten nachwies. Die Stärke des Merkur-Magnetfelds beträgt zwar nur ein Prozent des irdischen Magnetfelds. Doch es ähnelt mit seiner bipolaren Struktur – also einem Nord- und einem Südpol wie bei einem Stabmagneten – dem der Erde. Für die Planetenforscher ist dies ein Indiz für die Existenz eines flüssigen Metallkerns im Inneren des Merkur.

Eine mögliche Erklärung wäre, dass der Merkur sich in seiner Frühzeit erheblich schneller um seine Achse gedreht hat als heute. Die nahe Sonne (ein Merkurjahr umfasst nur 88 Tage) hat im Verlauf der 4,5 Milliarden Jahre, die seit der Entstehung des Planeten vergangen sind, mit ihren Gezeitenkräften die Rotation abgebremst. Und wie bei jedem Bremsvorgang wurde auch dabei Wärmeenergie freigesetzt. Sie könnte das Innere des Merkur bis heute heiß und teilweise glutflüssig gehalten haben.

Auf ein anderes Rätsel stießen die Astronomen 1991, als sie den Merkur erstmals von der Erde aus mit Radarstrahlen abtasteten. Die großen Krater an den Polen des Merkur reflektierten die Strahlung ungewöhnlich gut und zeigten sich daher als helle Flecken auf den Radarkarten. Die starke Reflektion sprach für eine Substanz, die die Planetenforscher in der Gluthölle des Merkur als Letztes erwartet hatten: Wassereis.

Im Gegensatz zur Erde steht die Rotationsachse des Merkur fast exakt senkrecht auf seiner Bahnebene. Dadurch gibt es auf dem sonnennächsten Planeten keine Jahreszeiten wie auf der Erde, bei denen mal der Nord-, mal der Südpol stärker der Sonnenstrahlung ausgesetzt ist. Die Sonne steht an den Merkurpolen also stets am Horizont, die Kraterwände werfen lange Schatten – und so liegt das Innere vieler Krater in ewiger Dunkelheit und Kälte.

Einfallende Meteoriten und Kometen könnten über die Jahrmilliarden Wasser zum Merkur transportiert haben, das sich in diesen vor dem Sonnenlicht geschützten Regionen niederschlagen und gefrieren konnte. Ähnliche Regionen, in denen Wassereis vermutet wird, finden sich auch an den Polen des Erdmonds.

Messenger ist mit mehreren Detektoren ausgestattet, mit denen die Sonde die chemische Beschaffenheit des Merkurbodens untersuchen soll. Damit ließe sich auch Wasser auf oder nahe der Oberfläche nachweisen.