Eine aktuelle Untersuchung der Oberflächenzusammensetzung des Planeten Merkur kommt zu dem Ergebnis, dass der Siliziumdioxid-Anteil deutlich niedriger liegt als bisher angenommen. Die Studie von Christian Renggli vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung und seinem Team wurde in Planetary Research veröffentlicht.
Messmethoden und Ergebnisse
Die Forscher nutzten die sogenannte Christiansen-Feature-Methode im mittleren Infrarotbereich. Dabei handelt es sich um ein spektrales Merkmal, dessen Position sich in Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung silikatischer Materialien verschiebt. Für die Kalibrierung wurden sieben synthetische Glasproben mit unterschiedlichen SiO₂-Gehalten zwischen 0,5 und 97,6 Prozent hergestellt und analysiert.
Die Auswertung ergab einen Siliziumdioxid-Anteil von etwa 37,4 Massenprozent in Merkurs vulkanischen Oberflächengesteinen. Dieser Wert liegt deutlich unter den bisherigen Schätzungen zwischen 49 und 60 Prozent, die auf Messungen der MESSENGER-Sonde basierten.
Geologische Implikationen
Der niedrigere SiO₂-Gehalt deutet darauf hin, dass die Laven Merkurs aus einem heißeren Mantelbereich mit stärkerer Aufschmelzung stammen könnten. Die reduzierenden Bedingungen bei der Entstehung des Planeten führten dazu, dass Silizium nicht nur in oxidierter Form als SiO₂ vorliegt, sondern auch in metallischen oder Karbid-Phasen.
Die Methode wurde zunächst am Mond validiert, wo direkte Probenvergleiche möglich sind. Die Übereinstimmung zwischen den spektroskopischen Messungen und den tatsächlichen Zusammensetzungen der Mondgesteine bestätigte die Zuverlässigkeit des Verfahrens. Die Unsicherheit der Methode beträgt etwa ±3,4 Prozentpunkte für den SiO₂-Gehalt.
Die BepiColombo-Mission der ESA und JAXA soll in Zukunft genauere globale Messungen der Oberflächenzusammensetzung Merkurs ermöglichen. Bisher beruhen die Erkenntnisse hauptsächlich auf Fernerkundungsdaten, da noch keine Proben vom Merkur zur Erde gebracht wurden.
- Quelle: Renggli, C. et al. (2023). „Revised silica abundance on Mercury’s surface“. Planetary Research
- Quelle: Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (2023). Pressemitteilung zur Studie