Merkur: Kruste dünner als gedacht?

Überraschend anders: Die Kruste des Planeten Merkur ist offenbar dünner als bisher angenommen. Statt 35 Kilometer hat sie im Schnitt nur ein Dicke von 26 Kilometern, wie Berechnungen auf Basis von Daten der Raumsonde MESSENGER enthüllen. Ungewöhnlich jedoch: Anders als auf der Erde scheint die Kruste unter Bergen und Kratern relativ gleich dicht zu sein – das widerspricht zumindest einer klassischen Theorie zur Krustenbildung.

Der innerste Planet des Sonnensystems gibt noch immer einige Rätsel auf. Denn er rotiert schneller als gedacht, besitzt einen ungewöhnlich großen Kern und schrumpft offenbar bis heute. Planetenforscher vermuten zudem, dass Merkur in seiner Frühzeit eine katastrophale Kollision erlebte.

Warum ist die Kruste so dick?

Für Rätselraten sorgte bisher ein weiteres Merkmal des Merkur: Seine Kruste schien gemessen an der Größe seines Mantels ungewöhnlich mächtig. Aus Daten der MESSENGER-Sonde hatten Wissenschaftler sie auf rund 35 Kilometer Dicke geschätzt – das entspricht rund elf Prozent des ursprünglichen, beim jungen Planeten noch glutflüssigen Gesteinsmantel.

Das Seltsame daran: Beim Mond, der dem Merkur in seiner Größe relativ nahe kommt, liegt der Anteil der Kruste am Ursprungsmantel nur bei sieben Prozent. Ob und warum die Merkurkruste deutlich dicker ist, hat nun Michael Sori von der University of Arizona näher untersucht. Für seine Studie erstellte er auf Basis der MESSENGER-Daten eine erstmals Karte der Krustendichte und verglich diese Verteilung mit der Topografie des Planeten.

„Wir wissen, welche Minerale die Gesteine bilden und welche Elemente jedes dieser Minerale enthält“, erklärt Sori. „Wir kennen zudem die Dichte dieser Minerale. Aus diesen Informationen können wir eine Karte der Dichte für die Merkurkruste erstellen.“

Überraschend gleichmäßige Dichte

Das überraschende Ergebnis: Entgegen den Erwartungen ist die Merkurkruste unter Bergen und Erhebungen genauso dicht wie unter Kratern und Senken. Dichte und weniger dichte Minerale sind relativ gleichmäßig durchmischt, wie die Forscher ermittelten. Sie kamen auf einen Durchschnittswert der Dichte von 2.974 Kilogramm pro Kubikmeter – das ist knapp mehr als die Dichte von Aluminium.

Ungewöhnlich ist dies deshalb, weil sich nach der sogenannten Pratt-Isostasie normalerweise Krustendicke und -dichte gegenseitig ausgleichen. Dadurch drückt jeder Ausschnitt der Kruste mit etwa gleichem Gewicht auf den darunterliegenden Mantel – so die Theorie. Auf der Erde ist beispielsweise die dünnere ozeanische Kruste dichter und damit schwerer als die dickere Kontinentalkruste. Nicht aber auf dem Merkur.

Dünner als gedacht

Und noch etwas enthüllen die neuen Daten: Die Kruste des Merkur ist wahrscheinlich insgesamt deutlich dünner als gedacht. Statt im Schnitt 35 Kilometer ist sie Soris Berechnungen nach nur 26 Kilometer dick. „Das ist 25 Prozent weniger als die jüngsten und bisher niedrigsten Werte“, erklärt der Forscher.

Sollten sich Soris Werte bestätigen, wäre der Merkur entgegen bisherigen Annahmen doch nicht so ungewöhnlich „dickfellig“. Stattdessen entspräche seine Krustendicke relativ genau der des Mondes: „Die neuen Ergebnisse zeigen, dass bei Merkur und Mond ein ähnlicher Anteil ihrer Silikatgesteine als Kruste ausgebildet sind“, sagt Sori. „Demnach ist Merkur unter den terrestrischen Himmelskörpern doch nicht einzigartig effizient in der Krustenbildung.“ Mehr Klarheit erhoffen sich die Planetenforscher von der nächsten Mission zum Merkur, die im Jahr 2025 am Planeten ankommen soll. (Earth and Planetary Science Letters, 2018; doi: 10.1016/j.epsl.2018.02.033)

(University of Arizona, 30.04.2018 – NPO)