Trotz Sonnennähe: Wassereis auf Merkur

Los Angeles (USA)/Greenbelt (USA) - Merkur ist der innerste Planet unseres Sonnensystems und deshalb für seine extremen Temperaturen bekannt. Auf der Tagseite wird er über 400 Grad Celsius heiß. Dank Messungen der Raumsonde MESSENGER haben amerikanische Forscher nun herausgefunden, dass er an seinen Polen trotzdem über größere Wasservorkommen in Form von Eis verfügt. In die schattigen Täler der Krater an den Polen dringt kein Sonnenstrahl. Eis kann sich dort deshalb über die Jahrmillionen halten. Wie gleich drei Forscherteams im Fachjournal „Science“ berichten, deuten ihre Messergebnisse alle in dieselbe Richtung: Wahrscheinlich haben Asteroiden aus kälteren Regionen unseres Sonnensystems Wassereis auf Merkur gebracht. Dieses verdampfte auf der heißen Oberfläche und fror dann in den bis zu minus 170 Grad Celsius kalten Polkratern aus. Dabei bildeten sich mehrere Dutzend Zentimeter bis Meter dicke Eisschichten, die teilweise von einer dünnen Schicht dunkleren Materials bedeckt sind.

„Der Einschlag von Kometen oder Asteroiden könnte sowohl für die helleren als auch für die dunkleren Ablagerungen gesorgt haben“, schreibt Gregory Neumann vom Goddard Space Flight Center. Die helleren Flecken sind wahrscheinlich reines Wassereis, das sich nur an den kältesten Stellen halten kann. Die dunkleren Flecken stammen ebenfalls von Wassereis, wie kombinierte Aufnahmen mit Radar und anderen Messgeräten zeigen. Das Eis liegt hier aber unter einer isolierenden Schicht organischen Materials, das wahrscheinlich auch von Asteroiden stammt. Dadurch, dass dieser Überzug das Eis vor Sonnenstrahlen schützt, liegen diese Ablagerungen auch in etwas wärmeren Regionen.

Zwar ist dank erdgestützter Radaraufnahmen bereits seit 1992 bekannt, dass die Polregionen Merkurs stark unterschiedliche Rückstreuung zeigen, woraus Forscher auf eventuelle Wasservorkommen schlossen. Erst mit der 2004 gestarteten Raumsonde MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging) ist aber eine detaillierte Untersuchung möglich geworden. Die Forscher nutzten für ihre jüngsten Ergebnisse neben Radardaten auch Infrarot-Aufnahmen sowie Messungen des Neutronen-Sensors. Da Merkur keine Atmosphäre besitzt, prallen die hochenergetischen Teilchen der kosmischen Strahlung ungehindert auf seine Oberfläche. Bei diesem Beschuss entstehen als Nebenprodukt beim Zerplatzen von Atomkernen auch Neutronen. Da diese stark mit Wasser wechselwirken, können die Forscher auf die Existenz von Wassereis schließen, obwohl die Raumsonde in einigen hundert Kilometern Höhe über Merkur kreist.

Das Eis ist Simulationen der Forscher zufolge stabil. Merkurs Drehachse ist sehr konstant und kaum gegenüber der Sonne geneigt, so dass die Polkrater über viele Jahrmillionen Schatten spenden. Die Gesamtmenge an Wassereis schätzen die Forscher auf etliche Milliarden Tonnen, wobei aber ein großer Unsicherheitsfaktor in den Abschätzungen steckt. Denn über die genaue Tiefe der Eisschichten werden erst künftige Untersuchungen Auskunft geben können.