Merkur und Mond schrumpfen, aber was ist mit der Erde? Das Phänomen verstehen

Als natürlicher Teil der geologischen Entwicklung der Himmelskörper schrumpfen sie alle . Dies geschieht hauptsächlich aufgrund der allmählichen Abkühlung ihrer Kerne und kann, abhängig von ihren Eigenschaften, bis zu Milliarden von Jahren dauern.

Dieser Prozess ist universell für alle Himmelskörper, die eine feste oder halbfeste Struktur haben und über genügend innere Wärme verfügen, um im Laufe der Zeit erhebliche Veränderungen ihrer Struktur zu erzeugen.

Bei ihrer „Geburt“ sind Planeten und Monde aufgrund der Akkretionswärme (Entstehung) und des Zerfalls ihrer radioaktiven Elemente extrem heiß. Doch mit der Zeit geht diese innere Wärme an den Weltraum verloren und wenn Materialien abkühlen, neigen sie dazu, sich zusammenzuziehen.

Logischerweise beeinflusst die Beschaffenheit der Materialien, aus denen der Himmelskörper besteht, diesen Prozess. Und deshalb sind Planeten mit großen metallischen Kernen wie Merkur anfälliger für diese Schrumpfung, denn wenn es abkühlt, zieht sich Metall stärker zusammen als Gestein.

Es gibt noch weitere Beispiele für Volumenreduzierungen im Sonnensystem, etwa unseren Mond, aber auch Satelliten von Gasplaneten und sogar tote Sterne, wie etwa einige Weiße Zwerge, die beim Abkühlen schrumpfen.

Aber was ist mit der Erde? Die Antwort lautet ja: Unser Planet kühlt ab und hat, obwohl er kleiner als Merkur ist, ebenfalls einen festen Kern, der zu 85 % aus Eisen besteht. Allerdings gibt es bestimmte Eigenschaften, die das Abkühlen und damit auch das Schrumpfen etwas verlangsamen. Hör zu.

Wie schrumpft Merkur?

Vor mehr als 50 Jahren entdeckten Wissenschaftler, dass Merkur schrumpft. Die ersten Beweise wurden von der Mariner-10-Mission der NASA gefunden, die 1974 und 1975 über den Planeten flog und „lobate scarps“ (gelappte Steilhänge) entdeckte.

Bei diesen Landformen handelt es sich um steile, klippenartige Hänge, die bis zu drei Kilometer hoch und Hunderte von Kilometern lang sind. Seine Form ist gekrümmt und unregelmäßig, als handele es sich um Lappen oder gewundene Wellen.

In einem Artikel für The Conversation erklärt Professor David Rothery von der Open University, dass die Oberfläche des Merkurs mit der Schrumpfung seines Inneren immer weniger Fläche abzudecken habe.

„Das ist vergleichbar mit den Falten, die ein Apfel mit zunehmendem Alter bekommt, nur dass der Apfel schrumpft, weil er austrocknet, während Merkur aufgrund der thermischen Kontraktion seines Inneren schrumpft“, vergleicht der Planetengeowissenschaftler.

Obwohl die Temperatur auf seiner Oberfläche tagsüber 430 °C erreicht, kann sich seine relativ dünne Gesteinsschicht (Mantel und Kruste) aufgrund seines großen Kerns, der 80 % des Planetenvolumens einnimmt , nicht an die Schrumpfung des metallischen Kerns anpassen.

Die Raumsonde Messenger der NASA, die von 2011 bis 2015 den sonnennächsten Planeten umkreiste, zeigte, dass sich Merkur seit seiner Entstehung vor 4,5 Milliarden Jahren um etwa sieben Kilometer zusammengezogen hatte .

Auch der Mond schrumpft

Die Entdeckung, dass der Mond schrumpft, wurde im Jahr 2010 von Astronomen des National Air and Space Museum (NASM) der Smithsonian Institution bekannt gegeben, auch durch die Beobachtung von Bildern gelappter Steilhänge, die von den Kameras an Bord der Apollo-Raumsonden 15, 16 und 17 aufgenommen wurden.

Sie wurden mit 14 neuen Steilhängen verglichen, die 2019 von Kameras des Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA entdeckt wurden. Die neuen Formationen zeigten , dass die Strukturen nicht nur auf den Mondäquator beschränkt waren, wie auf den Apollo-Fotos zu sehen ist.

In einer damaligen Erklärung stellte der Planetenwissenschaftler Tom Watters von der NASM fest: „Einer der bemerkenswerten Aspekte der Mondabhänge ist ihr scheinbar junges Alter.“

Sogenannte „Überschiebungen“ – geologische Strukturen, die entstehen, wenn ein Felsbrocken heftig über einen anderen geschoben wird – haben in der jüngeren Vergangenheit zu einer geschätzten globalen Kontraktion der Mondoberfläche von etwa 100 Metern geführt, sagt Watters.

Er analysierte außerdem acht Mondbeben, die sich im Jahr 2019 ereigneten, und kam zu dem Schluss, dass sie durch noch immer aktive Verwerfungslinien verursacht wurden, die „auch heute noch Mondbeben verursachen könnten , da der Mond weiterhin allmählich abkühlt und schrumpft “.

Was ist mit der Erde? Wie schrumpfen wir?‘

Anders als Merkur, der eine extrem dünne Atmosphäre besitzt, und der Mond, der praktisch keine Atmosphäre hat, verfügt die Erde über eine dickere Gasschicht. Es hilft dabei, aus dem Weltraum herabfallendes Material aufzufangen und das Entweichen leichter Gase wie Wasserstoff und Helium zu verhindern.

Obwohl viele große Meteore beim Eintritt in die Atmosphäre verglühen, wird geschätzt, dass jährlich etwa 40.000 Tonnen Weltraumstaub und -partikel auf die Erde gelangen.

Dieses Volumen wird jedoch im Vergleich zu der Gasmenge, die im Laufe der Zeit aus der Atmosphäre in den Weltraum entweicht, als unbedeutend angesehen. Mit anderen Worten: Trotz der Zunahme an externem Material verliert die Erde kontinuierlich an Masse.

Laut Wissenschaftskommunikator Chris Smith „haben Physiker nachgewiesen, dass die Erde pro Sekunde etwa drei Kilogramm Wasserstoffgas verliert. Das sind etwa 95.000 Tonnen Wasserstoff, die der Planet jedes Jahr verliert“, erklärt der Mikrobiologe gegenüber der BBC.

In seiner Analyse der Faktoren, die die Masse der Erde tatsächlich beeinflussen, berücksichtigt Smith, dass der Erdkern einerseits beim Abkühlen Energie verliert und andererseits durch den Treibhauseffekt und den Klimawandel Wärme speichert.

Insgesamt ergibt sich daraus ein jährlicher Verlust von 50.000 Tonnen Masse. Das mag viel erscheinen, ist aber im Vergleich zur Masse des Planeten sehr wenig und macht lediglich 0,000000000000000001 % der Gesamtmasse aus.

Die Berechnung der Größe wurde von NASA-Wissenschaftlern mithilfe einer Reihe von Techniken durchgeführt, zu denen auch die millimetergenaue Entfernungsmessung per Laser für Satelliten gehörte.

Die Ergebnisse ergaben eine durchschnittliche Änderung des Erdradius von 0,1 Millimetern pro Jahr, also etwa der Dicke eines menschlichen Haares, was in der Praxis als praktisch unbedeutend gilt .

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