Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt haben herausgefunden, dass der Planet Merkur deutlich stärker geschrumpft ist als bisher angenommen. Neue Daten zeigen eine um zehn bis dreißig Prozent größere Radiusverringerung, da frisches Impaktmaterial und Krater alte tektonische Strukturen jahrzehntelang verdeckten.
Der kleinste Planet unseres Sonnensystems schrumpft seit viereinhalb Milliarden Jahren kontinuierlich. Während sich das Innere des Himmelskörpers abkühlt, verliert er an Volumen, wodurch die starre Kruste aufbricht und riesige Klippen sowie tektonische Falten bildet. Bisherige Berechnungen basierten vor allem auf diesen sichtbaren Oberflächenstrukturen, ließen jedoch entscheidende Regionen unberücksichtigt. Eine aktuelle Untersuchung von Forschern des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt zeigt nun, dass die tatsächliche Kontraktion den bisherigen Schätzungen zufolge um zehn bis dreißig Prozent höher liegt. Laut den im Fachmagazin Geophysical Research Letters veröffentlichten Ergebnissen wird die radiale Kontraktion zudem von Gaku Nishiyama, einem Planetenwissenschaftler am Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) – der auch an der Hokkaido University und der University of Tokyo tätig ist – angeführt, der das Team gemeinsam mit sechs DLR-Kollegen leitete.
Versteckte tektonische Strukturen unter Kraterdebris
Die ungleichmäßige Verteilung der sogenannten Lobat-Skarpen und Faltenrücken gab der Planetenforschung lange Rätsel auf. Ein abkühlender Planet sollte eigentlich gleichmäßig schrumpfen, weshalb die Verformungen über den gesamten Globus verteilt sein müssten. Ein Forscherteam um Dr. Gaku Nishiyama untersuchte die Hypothese, dass jüngere geologische Ereignisse die alten Spuren überdeckt haben könnten. Mithilfe von topografischen Messungen der NASA-Mission MESSENGER und einem globalen digitalen Geländemodell erstellten die Wissenschaftler eine globale Karte der Oberflächenrauheit und verglichen diese mit früheren tektonischen Katalogen – darunter eine Kontraktions-Dehnungskarte von Broquet und Andrews-Hanna aus dem Jahr 2026.
Gaku Nishiyama, Planetologe am Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), erklärte, dass die in früheren Arbeiten ermittelte radiale Kontraktion des Merkurs aufgrund der mangelnden Berücksichtigung jüngerer Geologien unterschätzt worden sei.
Die Auswertung ergab einen klaren Zusammenhang: In den besonders rauen Regionen, die von jungen Einschattenträummern geprägt sind, fanden sich deutlich weniger sichtbare Faltenstrukturen, wobei sich die Beziehung über geografische Skalen bis zu etwa 93 Meilen oder rund 150 Kilometern erstreckte. Große Einschläge wie das Becken Rachmaninoff schleuderten gigantische Mengen Auswurfmaterial über die Landschaft, wodurch ältere Bruchlinien schlichtweg begraben wurden. Zudem können poröse Regolith-Schichten einen Teil der tektonischen Spannung absorbieren, ohne dass von oben sichtbare Brüche entstehen.
Korrigierte Maße und ein heißerer Ursprung
Durch die Einbeziehung der glatteren Zonen, in denen die tektonischen Strukturen weniger verfälscht sind, errechnete das DLR-Team einen neuen Wert für die radiale Kontraktion. Der bisher unkorrigierte Radiusverlust von rund 5,2 Meilen beziehungsweise 8,3 Kilometern erhöht sich demnach auf etwa 7,2 Meilen beziehungsweise 11,6 Kilometer.
Diese deutlich veränderte Bilanz zwingt die Forschung dazu, die thermische Geschichte des Planeten neu zu bewerten. Die verstärkte Schrumpfung deutet darauf hin, dass Merkur mit einer höheren Starttemperatur begann, über einen größeren Metallkern verfügt und möglicherweise weniger leichte Elemente wie Silizium in seinem Kern eingeschlossen hat.
Bedeutung für die Mondforschung und bevorstehende BepiColombo-Daten
Die neue Methode zur Korrektur oberflächenbedingter Verzerrungen könnte auch für andere Himmelskörper im Sonnensystem von Bedeutung sein. Laut den im Fachmagazin Geophysical Research Letters veröffentlichten Ergebnissen wirft dies die interessante Möglichkeit auf, dass Wissenschaftler auch unterschätzen könnten, wie stark andere felsige Welten, insbesondere der Mond, kontrahiert sind. Bisherige Modelle zur Mondkontraktion ließen sich kaum mit der thermischen Entwicklung in Einklang bringen, was daran liegen könnte, dass dort noch mehr verkürzte Strukturen unentdeckt geblieben sind.
Präzisere Antworten verspricht die bevorstehende Ankunft der Raumsonde BepiColombo. Die gemeinsame Mission der Europäischen Weltraumorganisation ESA und der japanischen Raumfahrtagentur JAXA soll im November in den Orbit von Merkur einschwenken und die Oberfläche mit einer bisher unerreichten Auflösung erfassen, während die aktuellen Erkenntnisse auf Daten der NASA-Mission MESSENGER basieren, die nur Merkmale messen konnte, die größer als etwa 3 Meilen (5 km) sind.
