Gegen Ende seiner Mission zeigte das MESSENGER-Raumschiff, dass das Magnetfeld von Merkur mindestens 3,7 bis 3,9 Milliarden Jahre alt oder älter ist.
Blick nach Westen über Suisei Planitia (blaue Farben) auf Merkur. Dies ist der Ort einiger magnetischer Signale in der Kruste, die zu einer Schätzung des Alters des Merkur-Magnetfelds führten. Bild via NASA / Johns Hopkins University Labor für Angewandte Physik / Carnegie Institution of Washington
Geschichte von Tom Edathikunnel
Wissenschaftler haben vor 40 Jahren erfahren, dass Quecksilber ein magnetisches Feld hat. Ihr Alter und ihre Stärke wussten sie jedoch erst in den letzten Monaten der Mission des MESSENGER-Raumschiffs, das den Planeten von 2011 bis 2015 umkreiste. Jetzt - dank MESSENGER, das am 30. April auf Merkur landete - sind es Wissenschaftler Man kann sagen, dass das Magnetfeld von Merkur länger als bisher spekuliert existiert hat und mindestens 3,7 bis 3,9 Milliarden Jahre oder älter zurückliegt. MESSENGERS Messungen der Quecksilberoberfläche in geringer Höhe, als sie sich dem Ende ihrer Mission näherte, ergaben Hinweise auf Magnetisierung in Gesteinen auf der Planetenoberfläche. Wissenschaftler veröffentlichten die jüngste Mercury-Magnetfeldstudie in der Zeitschrift Wissenschaft am 7. Mai 2015.
Während sich die Umlaufbahn von MESSENGER verschlechterte und Merkur näher als 100 km umkreiste, konnte das Magnetometer des Raumfahrzeugs, ein Instrument zur Messung der Magnetfeldstärke, Hinweise auf das alte Feld durch magnetisierte Krustengesteine erkennen. Die Planetenforscherin Catherine Johnson ist Hauptautorin der Studie. Johnston sagte:
Magnetisierte Gesteine zeichnen die Geschichte des Magnetfelds eines Planeten auf, ein Schlüsselelement für das Verständnis seiner Entwicklung.
Vor Jahrzehnten glaubten Wissenschaftler, Quecksilber habe aufgrund seiner geringen Größe und der Nähe zur Sonne kein Magnetfeld. Dann, 1974, entdeckte die Mariner 10-Sonde ein schwaches Magnetfeld, das weniger als 1/100 des Erdmagnetfelds beträgt. Daten aus der Mission Mariner 10 ergaben, dass Merkur tatsächlich einen großen Eisenkern hatte, der ungefähr 75 Prozent seiner Gesamtmasse ausmacht. Nun laut der neuen Studie:
… Wir haben eine remanente Magnetisierung in der Mercury-Kruste festgestellt. Wir schließen eine Untergrenze für das Durchschnittsalter der Magnetisierung von 3,7 bis 3,9 Milliarden Jahren. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass ein globales Magnetfeld, das von Dynamoprozessen im äußeren Kern der Flüssigkeit angetrieben wird, bereits in der Frühzeit von Mercury wirksam war.
Jetzt sagen Wissenschaftler, dass das Magnetfeld von Quecksilber vor 4 Milliarden Jahren viel stärker gewesen sein könnte als heute.
Diese Karikatur zeigt schematische Magnetfeldlinien über der Oberfläche von Quecksilber aus magnetisierten Krustengesteinen. Lesen Sie mehr über dieses Bild vom Planetary Science Institute. Bild via NASA / Johns Hopkins University Labor für Angewandte Physik / Carnegie Institution of Washington
Diese Entdeckung macht Merkur zur einzigen anderen Welt neben der Erde im inneren Sonnensystem, von der angenommen wird, dass ein Magnetfeld über einen sich selbst erhaltenden Dynamoeffekt erzeugt wird. Das Erdmagnetfeld wird durch den großen Eisenkern unseres Planeten erzeugt. Geologen der University of Oregon erklären das Magnetfeld der Erde folgendermaßen:
Bei diesem Dynamomechanismus bewegt sich eine Flüssigkeitsbewegung im äußeren Kern der Erde leitendes Material (flüssiges Eisen) über ein bereits vorhandenes, schwaches Magnetfeld und erzeugt einen elektrischen Strom. (Es wird angenommen, dass Wärme aus dem radioaktiven Zerfall im Kern die konvektive Bewegung induziert.) Der elektrische Strom erzeugt wiederum ein Magnetfeld, das auch mit der Fluidbewegung interagiert, um ein sekundäres Magnetfeld zu erzeugen. Zusammen sind die beiden Felder stärker als das Original und liegen im Wesentlichen entlang der Erdrotationsachse.
Es wird angenommen, dass das Magnetfeld von Quecksilber auf die gleiche Weise funktioniert. Das Feld ist jedoch schwächer als das der Erde.
Im Gegensatz dazu weisen die anderen großen inneren Welten in unserem Sonnensystem - Venus, Mars und der Mond der Erde - keinen Hinweis auf einen internen Magnetismus auf, der durch den Dynamoeffekt erzeugt wird.
Wissenschaftler sagen, dass Merkurs altes Magnetfeld ihnen neue Einblicke in die Geschichte der vulkanischen und tektonischen Aktivität des Planeten sowie in seine magnetische Stabilität und Beziehung zum Rest des Sonnensystems gibt. Johnson sagte:
In der Lage zu sein, zu bestimmen, wie lange Quecksilber ein Magnetfeld hat, hilft uns, Szenarien für die frühe Geschichte des Quecksilbers einzugrenzen und festzustellen, wie sie sich im Laufe der Zeit verändert haben.
Dies wiederum hilft uns, mehr über die planetare Evolution im Allgemeinen zu verstehen.
Fazit: Bis in die 1970er Jahre glaubten Wissenschaftler, dass Quecksilber kein Magnetfeld hat. Heute wissen sie, dass es ein Magnetfeld besitzt, das vermutlich durch den Dynamoeffekt erzeugt wird, genau wie das Magnetfeld der Erde. Jüngste Daten der MESSENGER-Raumsonde legen nahe, dass das magnetische Feld von Quecksilber gegen Ende seiner Mission im April 2015 mindestens 3,7 bis 3,9 Milliarden Jahre alt ist.