Besteht Merkur aus einer dicken Diamant-Schicht?

Von Markus Brauer

Merkur ist mit einer durchschnittlichen Sonnenentfernung von 58 Millionen Kilometern der innerste Planet unseres Sonnensystems und ein echter Exot.

Extremer Planet

Mit einem Durchmesser von knapp 4880 Kilometern Merkur ist er kleiner, dichter und älter als alle anderen Planeten und besitzt einen unverhältnismäßig großen Kern.

 

 

Mit einer maximalen Tagestemperatur von rund +430 Grad und einer Nachttemperatur bis −170 Grad hat Merkus die größten Oberflächen-Temperaturschwankungen aller acht Planeten. Hinzu kommt, dass er ungewöhnlich schnell rotiert und an den Polen kleine Mengen an Wassereis existieren könnten.

Seine planetarische Kruste und Inneres enthalten ein bis drei Prozent Kohlenstoff in Form von Grafit, der seine Oberfläche dunkel färbt. Zum Vergleich: Bei der Erde sind es 100 parts per million (ppm).

 

 

 

 

18 Kilometer dicke Schicht aus reinen Diamanten?

Doch das absolut Außergewöhnliche an Merkur: In seinem Inneren zwischen Kern und Mantel könnte eine bis zu 18 Kilometer dicke Schicht aus reinen Diamanten verborgen liegen. Die Edelsteine bildeten sich über Jahrmillionen aus dem Grafit.

Diese These vertritt ein Forscherteam um Yongjiang Xu vom Zentrum für Hochdruckforschung und Technologie in Peking. Ihre Studie ist im Fachmagazin „Nature Communication“ erschienen.

हीराको ग्रह : A recent study suggests that Mercury’s surface may have around 14 km thick layer of diamond deep within it. Their study, titled “A diamond-bearing core-mantle boundary on Mercury,” was published in Nature Communications. Thoughts?#mercury#diamondpic.twitter.com/KtOAFTxI6w — No Next Question (@NoNext_Question) July 23, 2024

Entstehung von Kern und Kruste

Wie die Ur-Erde war auch der Merkur in seiner Frühzeit von einem Ozean aus Magma bedeckt. „Weil Grafit weniger dicht ist als die Schmelze des Magmaozeans sammelte es sich an der Oberfläche und trug zur Bildung der primordialen Kruste des Planeten bei“, schreiben die Wissenschaftler. Schließlich verteilte es sich auf Kern und Mantel des Planeten.

 

 

 Xu und sein Team untersuchten, welchen Zustand der Kohlenstoff an der Kern-Mantel-Grenze des jungen Merkur eingenommen haben könnte. Blieb es Grafit oder reichte der Druck aus, um den Kohlenstoff zur kompakten Kristallform von Diamanten zu komprimieren?

Wie werden aus Grafit Diamanten?

 

 

Doch wie könnten sich die Diamantschichten gebildet haben? Die Forscher haben dafür zwei Theorien: Entweder wandelte sich Grafit in der planetarischen Frühzeit am Unterrand des Magma-Ozean in Diamanten um. Oder aber bei der Bildung des festen Planetenkerns kristallisierte Kohlenstoff aus dem Kern zu Diamanten aus, die dann zur Kern-Mantel-Grenze aufstiegen. Letzteres sehen die Forscher als die wahrscheinlichere Variante an.

Im Verlauf seiner Entwicklungsgeschichte lagerten sich Diamanten vom Kern her bis zur Grenze des Mantels ab, wodurch die Schicht rund 15 bis 18 Kilometer dick werden konnte. Doch dieser Schatz liegt mehr als 600 Kilometer tief unter der Oberfläche des Merkur und ist somit unerreichbar.