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Eis im Backofen

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 20.12.2012 15:15

Höllische 430 Grad am Tag und nachts eisige Temperaturen knapp oberhalb der Siedetemperatur von Stickstoff. Seine Sonnennähe macht den Merkur zum wohl unwirtlichsten Steinplaneten unseres Systems. Und trotzdem hat die Nasa-Sonde Messenger Hinweise für Wassereis am Merkur-Nordpol gefunden.

Das Eis hat nach Ansicht von Sean Solomon, Chefwissenschaftler der Mission, schon Millionen von Jahren dort überdauert. "Insgesamt sind dort etwa 100 Milliarden bis eine Billion Tonnen Eis", schätzte David Lawrence vom Labor für Angewandte Physik der Johns Hopkins Universität in Laurel, Maryland. Zum Vergleich: Europas größter Gletscher, der Aletschgletscher am Jungfraumassiv, hat eine Masse von 27 Milliarden Tonnen.

Von 1992 datieren die Radarbilder vom Nordpol des Merkur. (Grafik: NAIC/Arecibo Teleskop)Damit untermauert die Sonde eine alte Vermutung der Astronomen. Auf Radarbildern des Arecibo-Observatoriums aus dem Jahr 1992 hatte man reflektierende Flecken gefunden, die gut von Wassereis stammen könnten. Sie sollten am Boden von Einschlagskratern liegen, die nie von der Sonnenstrahlung getroffen werden und daher seit langer Zeit Eiskellerbedingungen bieten. Eindeutig zu klären war das aus mindestens 77 Millionen Kilometern Entfernung jedoch nicht, es hätten auch Schwefelablagerungen oder silikatreiches Gestein sein können. Messenger kreist in einem stark elliptischen Nord-Süd-Orbit um Merkur und überfliegt den Nordpol in einer Höhe von 200 bis 600 Kilometern. Aus dieser Entfernung hatte die Sonde mit seiner Kamera zuerst die reflektierende Stellen auf den Radarbildern des Arecibo-Teleskops kontrolliert und geklärt, ob sie mit den Stellen übereinstimmen, die im ewigen Schatten liegen.

Reflektierende Stellen (gelb), die das Arecibo-Teleskop 1992 bemerkte, und verschattete Gebiete (rot), die Messenger jetzt kartographierte. (Bild: Nasa)Danach maß Messenger mit dem bordeigenen Gammastrahlen- und Neutronenspektrometer die Neutronen, die aus der betreffenden Polarregion des Merkur kommen. Neutronen entstehen, wenn harte Strahlung Moleküle und Atome in ihre Bestandteile zerlegt. Merkur hat praktisch keine Atmosphäre und seine Oberfläche ist dieser Strahlung ungeschützt ausgesetzt, so dass das Neutronenspektrometer einen kontinuierlichen Teilchenstrom misst. Diesen Strom kann man sich zunutze machen, wenn man auf Wassereissuche ist, denn der Wasserstoff im Eis ist ein guter Neutronenbremser. Trifft ein Neutron auf ein Wasserstoffatom wird es fast bis zum Stillstand gebracht. Über den Stellen, an denen Wassereis vermutet wird, sollte Messenger also einen abrupten Abfall der Neutronenintensität messen. Eine entsprechende Methode wurde auch schon auf dem Mars angewandt und auch auf dem Merkur entdeckte Messenger die verräterische Neutronenlücke. Zusammen mit den detailreichen Bildern blieb nur eine Schlussfolgerung. "Nur Wasser kann die verschiedenen Befunde erklären", so Sean Solomon.

Die reflektierenden Stellen am Nordpol des Merkur (gelb), eingetragen auf eine topographische Karte des Planeten, die Messenger ermittelte. (Bild: Nasa)Die Dicke der Eisschichten schwankt offenbar zwischen ein paar und ein paar Dutzend Zentimetern, manchmal ist das Eis von einer dunklen Schicht bedeckt, manchmal noch ziemlich rein. Für Solomon spricht vor allem die Reinheit des Wassereises dafür, dass es von Kometen auf den Merkur gebracht wurde, die auf die Planetenoberfläche aufschlugen. Auch auf der Erde sind Kometen wichtige Wasserlieferanten gewesen, die Wissenschaft diskutiert noch, ob sie den größten oder nur einen bedeutenden Anteil des irdischen Wassers anlieferten.  Die dunkle Schicht bedeckt das Eis vor allem in Kratern, die näher zum Äquator liegen. Dort, so die Vermutung ist das Kometenwasser bereits verdunstet und hat die anderen Bestandteile als Schicht zurückgelassen. Kometen sind schließlich keine reinen, sondern schmutzige Schneebälle, die zu einem gewissen Anteil aus solchen Partikeln bestehen.

Unter diesen Partikeln dürften sich auch organische Moleküle befinden, also Kohlenwasserstoff-Verbindungen, wie sie unter anderem auch Bausteine des irdischen Lebens sind. Auch hier wird diskutiert, ob diese Bausteine von Kometen auf unseren Planeten angeliefert wurden. Allerdings war das auf der Erde nur der Beginn einer milliardenjahrelangen Entwicklung von Lebensformen. Auf dem Merkur hatten die Kohlenwasserstoffe wohl nie die Chance dazu.

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