Waarom de planeet Mercurius zo volslagen eigenaardig is

Mercurius, het onderdeurtje van het zonnestrooisel – MPI/Getty Images

Mercurius, het onderdeurtje van het zonnestrooisel MPI/Getty Images

Door Michael D. Lemonick

7 juli 2014 12:00 PM EDT

Mercurius, Venus, Aarde en Mars staan gezamenlijk bekend als de rotsachtige planeten, in tegenstelling tot de gasreuzen van het zonnestelsel – Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus. (Pluto is een ijsdwerg, waardoor hij klinkt als een personage uit een Disney-film of Game of Thrones, maar dat is een ander verhaal.)

Maar Mercurius past niet helemaal bij de andere rotsachtige werelden, zegt Erik Asphaug, een planeetwetenschapper aan de Arizona State University. “De meeste, inclusief de aarde, hebben een samenstelling van ongeveer eenderde metallisch ijzer en tweederde gesteente. Mercurius is precies andersom.”

Dat is een probleem voor wetenschappers, die niet van anomalieën houden – tenminste niet die zonder verklaring. Maar in dit geval is er misschien een eenvoudig antwoord: Mercurius is verreweg de kleinste planeet – ongeveer een derde van de diameter van de aarde – wat suggereert dat hij ooit een dikke, rotsachtige schil heeft gehad, maar dat die op de een of andere manier is weggehaald, in de begintijd van het zonnestelsel. Dus waar is al dat gesteente gebleven?

Asphaug denkt dat hij het antwoord heeft. “We staan erop,” zegt hij. Tot die conclusie komt hij in een nieuw artikel in het tijdschrift Nature Geoscience, waarin hij en co-auteur Andreas Reufer van de Zwitserse Universiteit van Bern een theorie presenteren die neerkomt op een grote geïntegreerde theorie van de vorming van rotsachtige planeten.

Hun uitgangspunt is de tijd, ongeveer 100 miljoen jaar na de geboorte van het zonnestelsel, toen de oorspronkelijke stoffige schijf van materie die om de Zon cirkelde was samengesmolten tot kiezels, toen rotsblokken, en uiteindelijk tot ongeveer 20 objecten van ongeveer de grootte van Mars (die zelf ongeveer half zo groot is als de Aarde) – de laatste stap voor nog een grote consolidatie, waarin de vier bekende binnenplaneten hun definitieve vorm kregen.

Over dit alles is men het in de planeetwetenschap wel zo’n beetje eens. Iedereen is het er verder over eens dat die laatste stap een soort interplanetaire sloopwedstrijd was, waarbij massieve lichamen tegen elkaar botsten, uit elkaar spatten en zich vervolgens weer vormden tot nog grotere objecten.

Wat het nieuwe artikel nu uitlegt, op basis van computersimulaties, is hoe Mercurius en Mars, met een massa van minder dan 10 procent van het totaal, achterbleven toen de rest van de objecten samensmolt, of accretie, om de grotere Aarde en Venus te vormen. “Om niet te worden geaccreteerd,” legt Asphaug uit, “heeft een planeet twee keuzes: alle botsingen met proto-Venus en proto-Aarde vermijden, of dat elke botsing een ‘hit and run’ botsing is die niet resulteert in accretie.”

Met andere woorden, zegt Asphaug, “als Mars en Mercurius de laatste overlevenden zijn van een oorspronkelijke populatie van 20 planeten ter grootte van Mars, dan zou je eigenlijk verwachten dat een van hen een soldaat is die alle actie heeft gemist, die door de strijd heen heeft geslapen of zich heeft verstopt.” Dat is de planeet die we nu Mars noemen.

En Mercurius kwam ook volop in actie, maar het zou de planeet zijn die vooral door schampslagen werd getroffen, waarbij de buitenste lagen werden weggeslagen en een steeds kleinere planeet overbleef. “De oorspronkelijke Mercurius,” zegt Asphaug, “was misschien wel drie keer zo zwaar als de huidige Mercurius, maar verloor zijn rotsmantel toen hij insloeg op proto-Venus of proto-Aarde.”

Niet alleen is dat de waarschijnlijke verklaring, het is statistisch gezien ook de bijna onvermijdelijke. Als je begint met 20 objecten ter grootte van Mars, zegt Asphaug, “dan verwacht je dat je eindigt met een herhaaldelijk gestript gedrocht, een planetaire kern zonder mantel.” De aarde en Venus zouden gemakkelijk een deel van wat Mercurius verloor, hebben opgevangen.

Dezelfde schietgrage periode in de geschiedenis van het zonnestelsel verklaart ook de vorming van de maan, die qua samenstelling het tegenovergestelde is van Mercurius, met veel rots en heel weinig ijzer. Toen de aarde eenmaal was gevormd uit de protoplaneten ter grootte van Mars die door het zonnestelsel zoefden, werd zij hard geraakt door nog zo’n planeet – maar in plaats van de al formidabele omvang van de aarde te vergroten, verdampte deze botsing een deel van de inslagbron en een deel van de buitenste lagen van de aarde.

Die brokstukken kwamen in een baan om de aarde terecht en smolten vervolgens samen om de maan te vormen. En dat roept een intrigerende tegen-theorie op: misschien is die inslagmassa ter grootte van Mars, die planetaire wetenschappers Theia noemen, wel het object dat Mercurius is geworden. Als dat klopt, ligt het antwoord op de vraag waar de rotsachtige buitenlaag van Mercurius is gebleven, misschien toch niet onder onze voeten.

Het zou wel eens recht boven ons hoofd kunnen zweven.

Contacteer ons op [email protected]

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *