De samenstelling van Mercurius

Het Caloris Bekken op Mercurius

Het Caloris Bekken op Mercurius. Deze valse kleur opname laat duidelijk zien dat Mercurius vroeger stevig is gebombardeerd vanuit de ruimte.

De kleinste planeet in het zonnestelsel vertoont uiterlijk opmerkelijke overeenkomsten met onze Maan. Net zoals de andere Aardse planeten bestaat Mercurius uit een kern die wordt omringd door een mantel en een korst. Bij Mercurius is de kern echter veel groter dan bij de andere planeten. Dit duidt op een chaotisch ontstaan van de planeet.

Het oppervlak van Mercurius

De eerste foto’s die men kon maken van het oppervlak van Mercurius toonden een bekraterde planeet die veel lijkt op de Maan. In de vroege dagen van het zonnestelsel, kort na het ontstaan van de planeet, vonden er nog veel bombardementen en botsingen plaats en de gevolgen daarvan zijn nog steeds op Mercurius zichtbaar.

De MESSENGER-sonde van de NASA was in 2008 de eerste verkenner die het Caloris bekken volledig kon fotograferen. Dit is één van de jongste en grootste inslaggebieden in het zonnestelsel. De krater heeft een doorsnede van ongeveer 1500 kilometer en wordt omringd door bergen die tot 2 kilometer hoog zijn. Ook is er oude vulkanische activiteit aan de rand van het bassin zichtbaar die er op duidt dat ook vulkanisme een rol heeft gespeeld bij het ontstaan van het Caloris bekken.

Ander bewijs van vulkanisme zijn de verschillende vlaktes die oude kraters bedekken. De meeste vlaktes zijn bedekt met kraters maar de MESSENGER heeft ontdekt dat de bodem van veel kraters is opgetild en dat een deel van de bodem van het Caloris bekken zich boven de rand bevindt. Deze ontdekking suggereert dat Mercurius ook ver na zijn ontstaan nog actief was.

Het is niet uitgesloten dat Mercurius tegenwoordig nog steeds actief is maar op groter schal zal dat vermoedelijk niet meer zijn. Er zijn geen sporen van actief vulkanisme meer aangetroffen.

Eén van de jongste inslagbassins op de planeet is het Rachmaninoff bassin. Dit is pas ongeveer 1 miljard jaar oud. Deze inslagkrater heeft een doorsnede van 290 kilometer en is omringd door bergen met in het midden een centrale piek. De vloer van deze krater is erg vlak waardoor men denkt dat deze is volgelopen met lava. Het laagste punt van de planeet bevindt zich in dit bassin.

Ofschoon de temperatuur van de planeet kan oplopen tot 427 °C heeft de MESSENGER waterijs aangetroffen in een aantal kraters aan de polen die nooit door het zonlicht worden beschenen. Volgens NASA is dit ijs op een aantal plaatsen bedekt met een nog onbekend organisch materiaal.

Ouder vulkanisme op Mercurius wordt verder ondersteund door de gebolde bergruggen op de vlaktes die zijn ontstaan toen de planeet samentrok tijdens het afkoelen van het binnenste. Het is normaal dat hemellichamen in het zonnestelsel samentrekken maar bij Mercurius is deze samentrekking veel groter. Wetenschappers denken dat de planeet ongeveer 7 kilometer in diameter is gekrompen tijdens het zakken van de temperatuur diep in het binnenste van de planeet.

Voor een kleine planeet als Mercurius is het een hele opgave om een atmosfeer vast te houden. De kleine afstand tot de Zon zorgt daarnaast nog eens voor een fikse zonnewind die de ijle atmosfeer steeds stript van de planeet. Omdat de atmosfeer verwaarloosbaar klein is zorg dit voor grote temperatuursverschillen tussen de dag- en de nachtzijde.

De dunne atmosfeer staat toe dat kosmische straling het oppervlak bombardeert waarbij neutronen van elementen aan het oppervlak worden gestript. De MESSENGER heeft dit opgeworpen materiaal bestudeerd en heeft er sporen van kalium en silicium in gevonden waarmee het aannemelijk is dat deze elementen ook voorkomen aan het oppervlak.

De korst van Mercurius is erg dun, veel dunner dan de korst van de Aarde. De korst van de planeet is slechts 500 tot 600 kilometer dik.

Er is nog geen plaattektoniek waargenomen op Mercurius. Omdat er geen plaattektoniek is zijn de oude kraters ook allemaal nog zichtbaar.

De kern van de zaak

Mercurius is de kleinste planeet maar verrassend genoeg ook de planeet met de op één na hoogste dichtheid. Aan de hand van de berekende dichtheid hebben astronomen uitgezocht dat de planeet een grote metallische kern moet hebben. Deze kern heeft een straal van 1800 tot 1900 kilometer en omvat daarmee ± 85% van de straal van de planeet. Met behulp van radaropnames vanaf de Aarde is aangetoond dat deze kern voornamelijk is gesmolten en niet volledig vast is.

De opbouw van Mercurius

Mercurius bestaat uit een te grote kern, omringd door een mantel en een hele dunne korst.

De kern van Mercurius bevat veel meer ijzer dan de kernen van de andere planeten in het zonnestelsel. Wetenschappers denken dat dat te maken heeft met het ontstaan van de planeet. Als de planeet erg snel is ontstaan dan kunnen toenemende temperaturen van de nog evoluerende Zon er voor gezorgd hebben dat een groot deel van het bestaande oppervlak is verdampt en er maar een dunne schil achterbleef.

Een andere mogelijkheid is dat een grotere Mercurius vroeg in zijn bestaan is geraakt door een heel groot brokstuk. Een dergelijke inslag kan een groot gedeelte van de buitenste delen hebben weggeslagen waarbij er een kern overbleef die eigenlijk te groot is voor zijn planeet.

De ijzeren kern van Mercurius wekt een magneetveld op dat ongeveer 1/100-ste van de sterkte heeft van het Aardse magneetveld. Het magneetveld van Mercurius is erg actief omdat het reageert op de zonnewind en plasmadeeltjes van de Zon naar het oppervlak kan leiden. Waterstof en helium die van de zonnewind worden ingevangen helpen bij het maken van een deel van de ijle atmosfeer van de planeet.

Met behulp van de MESSENGER hebben astronomen het zwaartekrachtsveld van Mercurius nauwkeurig in kaart kunnen brengen. Er komen grote concentraties van zwaartekracht voor die gerelateerd zijn aan de grote inslagbekkens.

In 1968 werd dit verschijnsel voor het eerst waargenomen op de Maan en het veroorzaakte problemen bij de Apollo-missies omdat deze zwaartekrachtconcentraties trokken aan de Apollo’s toen die zich in een lage baan bevonden. De navigatie werd er door bemoeilijkt.

Dergelijke zwaartekrachtconcentraties zijn ook gevonden bij Mars en nu lijkt ook Mercurius ze te hebben. Het lijkt er dus op dat ze algemeen voorkomen op de aardse planeten.

Maar er zijn ook verschillen. Recente metingen van het zwaartekrachtsveld lieten zien dat het op het noordelijk halfrond drie keer sterker is dan op het zuidelijk halfrond. Wetenschappers hebben aan de hand van deze metingen een model van de kern opgesteld.

De ijzeren kern van de Aarde bestaat uit een vast binnenste gedeelte en een vloeibaar buitenste gedeelte. Met het groeien van de binnenste kern wordt er energie geleverd aan het aardmagnetisch veld. Maar het vreemde magneetveld van Mercurius suggereert dat de ijzeren kern van vloeibaar naar vast gaat aan de buitenzijde van de kern.

Het is te vergelijken met een sneeuwstorm waar de sneeuw ontstaat aan de top van de wolken maar ook in het midden van de wolk en aan de onderkant van de wolk.

De studie van het magneetveld van Mercurius duidt er op dat er ijzer sneeuwt vanuit de vloeibare kern.

Beide kernen bevatten naast ijzer ook lichtere elementen die er voor zorgen dat het geheel niet vast wordt en het magneetveld aandrijven. De kern wordt vermoedelijk omringd door en vaste schil van ijzer en zwavel die voor een effect zorgt dat niet op andere aarde planeten wordt waargenomen.

 

Eerste publicatie: 9 december 2012
Laatste keer gewijzigd op: 17 februari 2017
Bron: space.com – universetoday.com

Overige artikelen over Mercurius: Hoe groot is Mercurius? Hoe heet is het op Mercurius? Hoe is Mercurius ontstaan? De atmosfeer van Mercurius, De afstand van Mercurius tot de Zon, Mercurius in cijfers, Hoe lang duurt een jaar op Mercurius?