Merkur wurde passenderweise nach dem römischen Götterboten benannt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass seine scheinbare Bewegung am Nachthimmel schneller war als die aller anderen Planeten. Als Astronomen mehr über diesen „Botenplaneten“ erfuhren, kamen sie zu der Erkenntnis, dass seine Bewegung auf seine nahe Umlaufbahn um die Sonne zurückzuführen war, die ihn alle 88 Tage eine einzelne Umlaufbahn zurücklegt.
Die Nähe des Merkur zur Sonne ist nur eines seiner bestimmenden Merkmale. Im Vergleich zu den anderen Planeten des Sonnensystems unterliegt er starken Temperaturschwankungen, die von sehr heiß bis sehr kalt reichen. Es ist auch sehr steinig und hat keine nennenswerte Atmosphäre. Aber um wirklich ein Gefühl dafür zu bekommen, wie Merkur im Vergleich zu den anderen Planeten des Sonnensystems abschneidet, müssen wir uns ansehen, wie Merkur im Vergleich zur Erde abschneidet.
Größe, Masse und Umlaufbahn:
Der Durchmesser von Merkur beträgt 4.879 km, was ungefähr 38% des Durchmessers der Erde entspricht. Mit anderen Worten, wenn Sie drei Merkur nebeneinander stellen, wären sie von einem Ende zum anderen etwas größer als die Erde. Dies macht Merkur zwar kleiner als die größten natürlichen Satelliten in unserem System – wie Ganymed und Titan –, aber er ist massereicher und viel dichter als sie es sind.
Merkur, wie er von der MESSENGER-Raumsonde abgebildet wurde, enthüllt Teile des nie gesehenen menschlichen Auges. Bildquelle: NASA/JHUAPL/Carnegie Institution of Washington
Tatsächlich beträgt die Masse von Merkur ungefähr 3,3 x 1023kg (5,5 % der Erdmasse), was eine Dichte von 5,427 g/cm² bedeutet3– ist der zweithöchste aller Planeten im Sonnensystem, nur etwas weniger als der der Erde (5,515 g/cm²).3). Dies bedeutet auch, dass die Oberflächengravitation von Merkur 3,7 m/s . beträgt2, was 38% der Erdanziehungskraft entspricht (0,38g). Das bedeutet, wenn Sie auf der Erde 100 kg (220 lbs) wiegen, würden Sie auf Merkur 38 kg (84 lbs) wiegen.
Inzwischen beträgt die Oberfläche von Merkur 75 Millionen Quadratkilometer, was etwa 10 % der Oberfläche der Erde entspricht. Wenn man Merkur auspacken könnte, wäre er fast doppelt so groß wie Asien (44 Millionen Quadratkilometer). Und das Volumen von Merkur beträgt 6,1 x 1010km3, was 5,4% des Erdvolumens entspricht. Mit anderen Worten, Sie könnten Merkur 18 Mal in die Erde einbauen und haben immer noch etwas Platz.
In Bezug auf die Umlaufbahn könnten Merkur und Erde unterschiedlicher nicht sein. Zum einen hat Merkur die meisten exzentrische Umlaufbahn eines Planeten im Sonnensystem (0,205), verglichen mit 0,0167 der Erde. Aus diesem Grund variiert seine Entfernung von der Sonne zwischen 46 Millionen km (29 Millionen Meilen) am nächsten (Perihel) und 70 Millionen km (43 Millionen Meilen) am weitesten (Aphel).
Dadurch ist Merkur der Sonne viel näher als die Erde, die in einer durchschnittlichen Entfernung von 149.598.023 km (92.955.902 Meilen) oder 1 AE umkreist. Diese Entfernung reicht von 147.095.000 km (91.401.000 mi) bis 152.100.000 km (94.500.000 mi) – 0,98 bis 1,017 AU. Und mit einer durchschnittlichen Umlaufgeschwindigkeit von 47,362 km/s (29,429 mi/s) benötigt Merkur insgesamt 87,969 Erdtage für eine einzelne Umlaufbahn – im Vergleich zu 365,25 Tagen auf der Erde.
Die Umlaufbahn des Merkur im Jahr 2006. Quelle: Wikipedia Commons/Eurocommuter
Da Merkur jedoch auch 58,646 Tage braucht, um eine einzelne Umdrehung zu vollenden, dauert es 176 Erdentage, bis die Sonne an dieselbe Stelle am Himmel (auch bekannt als Sonnentag) zurückkehrt. Auf Merkur ist ein einzelner Tag also doppelt so lang wie ein einzelnes Jahr. Auf der Erde hingegen ist ein einzelner Sonnentag aufgrund seiner schnellen Rotation von 1674,4 km/h 24 Stunden lang. Merkur hat auch die niedrigste axiale Neigung aller Planeten im Sonnensystem – ungefähr 0,027°, verglichen mit 23,439° der Erde.
Struktur und Zusammensetzung:
Ähnlich wie die Erde ist Merkur ein terrestrischer Planet , was bedeutet, dass es aus silikatischen Mineralien und Metallen besteht, die zwischen einem festen Metallkern und einer silikatischen Kruste und einem Mantel unterschieden werden. Bei Merkur ist der Abbau dieser Elemente höher als bei der Erde. Während die Erde hauptsächlich aus Silikatmineralien besteht, besteht Quecksilber zu 70 % aus metallischen und zu 30 % aus silikatischen Materialien.
Ebenso wie die Erde wird angenommen, dass das Innere von Merkur aus geschmolzenem Eisen besteht, das von einem Mantel aus Silikatmaterial umgeben ist. Kern, Mantel und Kruste von Merkur sind 1.800 km, 600 km bzw. 100-300 km dick; während der Erdkern, der Erdmantel und die Erdkruste 3478 km, 2800 km bzw. bis zu 100 km dick sind.
Darüber hinaus schätzen Geologen, dass der Kern des Merkur etwa 42 % seines Volumens einnimmt (im Vergleich zu den 17 % der Erde) und der Kern einen höheren Eisengehalt hat als der jedes anderen großen Planeten im Sonnensystem. Mehrere Theorien wurden vorgeschlagen, um dies zu erklären, wobei die am weitesten verbreitete ist, dass Merkur einst ein größerer Planet war, der von a . getroffen wurde planetesimal das entfernte viel von der ursprünglichen Kruste und dem Mantel.
Innere Struktur von Merkur: 1. Kruste: 100–300 km dick 2. Mantel: 600 km dick 3. Kern: 1.800 km Radius. Bildnachweis: MASA/JPL
Oberflächeneigenschaften:
Von seiner Oberfläche her ähnelt Merkur viel eher dem Mond als der Erde. Es hat eine trockene Landschaft, die von Asteroideneinschlagskratern und alten Lavaströmen übersät ist. In Kombination mit ausgedehnten Ebenen weisen diese darauf hin, dass der Planet seit Milliarden von Jahren geologisch inaktiv war.
Die Namen für diese Funktionen stammen aus einer Vielzahl von Quellen. Krater sind nach Künstlern, Musikern, Malern und Autoren benannt; Bergkämme sind nach Wissenschaftlern benannt; Vertiefungen sind nach Werken der Architektur benannt; Berge sind in verschiedenen Sprachen nach dem Wort „heiß“ benannt; Flugzeuge werden in verschiedenen Sprachen nach Merkur benannt; Steilhänge sind nach Schiffen wissenschaftlicher Expeditionen benannt und Täler nach Radioteleskopanlagen.
Während und nach seiner Entstehung vor 4,6 Milliarden Jahren wurde Merkur stark von Kometen und Asteroiden bombardiert, und vielleicht noch einmal während der Spätes schweres Bombardement Zeitraum. Aufgrund der fehlenden Atmosphäre und des Niederschlags bleiben diese Krater Milliarden von Jahren später intakt. Krater auf dem Merkur haben einen Durchmesser von kleinen schalenförmigen Hohlräumen bis hin zu mehrringigen Einschlagbecken mit Hunderten von Kilometern Durchmesser.
Der größte bekannte Krater ist Wärmebecken , das einen Durchmesser von 1.550 km (963 mi) misst. Der Einschlag, der ihn verursachte, war so stark, dass er Lavaausbrüche auf der anderen Seite des Planeten verursachte und einen konzentrischen Ring von über 2 km Höhe um den Einschlagskrater hinterließ. Insgesamt wurden auf den untersuchten Teilen des Merkur etwa 15 Einschlagsbecken identifiziert.
Farbbild der Krater Munch, Sander und Poe inmitten vulkanischer Ebenen (orange) in der Nähe des Caloris-Beckens. Bildnachweis: NASA/JHUAPL/Carnegie Institution of Washington
Die Erdoberfläche ist unterdessen deutlich anders. Zunächst einmal sind 70% der Oberfläche von Ozeanen bedeckt, während die Bereiche, in denen die Erdkruste über den Meeresspiegel steigt, die Kontinente bilden. Sowohl über als auch unter dem Meeresspiegel gibt es bergige Merkmale, Vulkane, Steilhänge (Gräben), Canyons, Hochebenen und abgrundtiefe Ebenen. Die restlichen Teile der Oberfläche sind von Bergen, Wüsten, Ebenen, Hochebenen und anderen Landschaftsformen bedeckt.
Die Oberfläche des Merkur weist viele Anzeichen von geologischer Aktivität in der Vergangenheit auf, hauptsächlich in Form von schmalen Kämmen, die sich bis zu Hunderte von Kilometern lang erstrecken. Es wird angenommen, dass diese gebildet wurden, als der Kern und der Mantel von Merkur zu einem Zeitpunkt abkühlten und sich zusammenzogen, als die Kruste bereits erstarrt war. Die geologische Aktivität hörte jedoch vor Milliarden von Jahren auf und seine Kruste ist seitdem fest.
In der Zwischenzeit ist die Erde immer noch geologisch aktiv und unterliegt der Konvektion des Mantels. Die Lithosphäre (die Kruste und die obere Schicht des Mantels) wird in Stücke gebrochen, die als bezeichnet werden tektonischen Platten . Diese Platten bewegen sich in Relation zueinander und Wechselwirkungen zwischen ihnen sind die Ursache für Erdbeben , vulkanische Aktivität (wie die „ Pazifischer Feuerring “), Gebirgsbildung und ozeanische Grabenbildung.
Atmosphäre und Temperatur:
Was ihre Atmosphäre angeht, könnten Erde und Merkur unterschiedlicher nicht sein. Die Erde hat eine dichte Atmosphäre, die aus fünf Hauptschichten besteht – der Troposphäre, der Stratosphäre, der Mesosphäre, der Thermosphäre und der Exosphäre. Die Erdatmosphäre besteht auch hauptsächlich aus Stickstoff (78%) und Sauerstoff (21%) mit Spurenkonzentrationen von Wasserdampf, Kohlendioxid und anderen gasförmigen Molekülen.
Das Fast Imaging Plasma Spectrometer an Bord von MESSENGER hat herausgefunden, dass der Sonnenwind auf Merkur genug drücken kann, um Partikel von seiner Oberfläche in seine dünne Atmosphäre zu schleudern. Bildnachweis: Shannon Kohlitz, Media Academica, LLC
Aus diesem Grund beträgt die durchschnittliche Oberflächentemperatur auf der Erde etwa 14 ° C, mit großen Schwankungen aufgrund der geografischen Region, der Höhe und der Jahreszeit. Die heißeste Temperatur, die jemals auf der Erde gemessen wurde, betrug 70,7 ° C (159 ° F) in der Lut-Wüste im Iran, während die kälteste Temperatur -89,2 ° C (-129 ° F) an der sowjetischen Wostok-Station auf dem antarktischen Plateau betrug.
Quecksilber hingegen hat eine schwache und variable Exosphäre, die aus Wasserstoff, Helium, Sauerstoff, Natrium, Kalzium, Kalium und Wasserdampf besteht, mit einem kombinierten Druckniveau von etwa 10-14bar (ein Billiardstel des atmosphärischen Drucks der Erde). Es wird angenommen, dass diese Exosphäre aus von der Sonne eingefangenen Partikeln, vulkanischen Ausgasungen und Trümmern gebildet wurde, die durch Mikrometeoriteneinschläge in die Umlaufbahn geschleudert wurden.
Da ihm eine lebensfähige Atmosphäre fehlt, hat Merkur keine Möglichkeit, die Wärme der Sonne zu speichern. Aufgrund dessen und seiner hohen Exzentrizität erfährt der Planet weitaus extremere Temperaturschwankungen als die Erde. Während die der Sonne zugewandte Seite Temperaturen von bis zu 700 K (427° C) erreichen kann, kann die dunkle Seite Temperaturen von bis zu 100 K (-173° C) erreichen.
Trotz dieser Temperaturhöchstwerte ist die Existenz von Wassereis und sogar organische Moleküle wurde auf der Merkuroberfläche bestätigt. Die Böden der tiefen Krater an den Polen sind nie dem direkten Sonnenlicht ausgesetzt, und die Temperaturen bleiben dort unter dem planetaren Durchschnitt. In dieser Hinsicht haben Merkur und Erde noch etwas gemeinsam, nämlich das Vorhandensein von Wassereis in ihren Polargebieten.
Das magnetische Feld von Merkur. Bildnachweis: NASA
Magnetfelder:
Ähnlich wie die Erde hat Merkur ein signifikantes und anscheinend globales Magnetfeld, das etwa 1,1% der Stärke der Erde beträgt. Es ist wahrscheinlich, dass dieses Magnetfeld durch einen Dynamoeffekt erzeugt wird, ähnlich dem Magnetfeld der Erde. Dieser Dynamoeffekt würde aus der Zirkulation des eisenreichen flüssigen Kerns des Planeten resultieren.
Das Magnetfeld von Merkur ist stark genug, um den Sonnenwind um den Planeten abzulenken, wodurch eine Magnetosphäre entsteht. Die Magnetosphäre des Planeten ist zwar klein genug, um in die Erde zu passen, aber stark genug, um Sonnenwindplasma einzufangen, das zur Weltraumverwitterung der Planetenoberfläche beiträgt.
Alles in allem stehen Merkur und Erde in krassem Gegensatz. Obwohl beide von Natur aus terrestrisch sind, ist Merkur deutlich kleiner und weniger massiv als die Erde, obwohl er eine ähnliche Dichte hat. Die Zusammensetzung von Merkur ist auch viel metallischer als die der Erde, und seine 3:2-Umlaufresonanz führt dazu, dass ein einzelner Tag doppelt so lang ist wie ein Jahr.
Aber vielleicht am krassesten sind die extremen Temperaturschwankungen, die Merkur im Vergleich zur Erde durchmacht. Dies liegt natürlich daran, dass Merkur die Sonne viel näher umkreist als die Erde und keine nennenswerte Atmosphäre besitzt. Und die langen Tage und langen Nächte bedeuten auch, dass eine Seite ständig von der Sonne oder in eisiger Dunkelheit gebacken wird.
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Wenn Sie weitere Informationen zu Merkur wünschen, besuchen Sie Der NASA-Leitfaden zur Erforschung des Sonnensystems , und hier ist ein Link zu MESSENGER Missionsseite der NASA .
Wir haben auch eine ganze Episode von Astronomy Cast aufgenommen, in der es nur um den Planeten Merkur geht. Hör es dir hier an, Folge 49: Merkur .
Quellen:
