Mercurius. Het binnenste planeetje van ons zonnestelsel. Vlak bij de zon zelf – met een dag van 58 aardse dagen wordt het oppervlak aan de kant van de zon geroosterd en koelt het aan de achterzijde af tot ver onder het vriespunt van water.
Geen dampkring, wel ‘hollows’
Als Mercurius ooit een dampkring heeft gehad, dan is de nabijheid van de zon daar fataal voor geweest. De zonnewind is een permanente stroom deeltjes die door de zon wordt uitgestoten en ter hoogte van Mercurius het dichtst is. Zelfs Mars is daardoor zijn dampkring al kwijtgeraakt – en die staat veel verder weg. Een dampkring rond Mercurius had geen schijn van kans: de planeet is gestript van alle deeltjes en inmiddels in verten van het zonnestelsel de verdwenen.
Binnenste planeten zijn altijd zwaar. In de gasschijf waaruit planeten ontstaan, zakken zwaardere elementen omlaag, de zwaartekrachtput van de centrale ster in. Ze verzamelen zich in de regio waar later de binnenplaneten ontstaan. Als binnenste van ons zonnestelsel moet Mercurius verzadigd van zware elementen zijn.
Uit metingen blijkt dit inderdaad het geval: NASA constateert dat de planeet een ‘opvallend grote dichtheid’ heeft, voor de verklaring ervan denkt men dat er een metalen kern moet zijn die ruim de helft van het volume van de planeet uitmaakt. Dat is extreem veel, er zijn dan ook theorieën die suggereren dat vroeg in het ontstaan de proto-planeet een deel van zijn oppervlak (met relatief lichte elementen) is kwijtgeraakt, zodat alleen het zwaarste deel achterbleef.
Bij het afkoelen van die bijna massieve metalen bol door de hittestraling ontstonden er vanzelfsprekend scheuren. De buitenschil werd als eerste hard en daaronder krompen de metalen en rotsen bij afkoeling. Het gevolg? Krimpscheuren. Kloven. Kieren. Barsten. Holtes. Instortingen. De restanten bij het stollen van de bovenste lagen zijn op het oppervlak zijn nog herkenbaar, ze worden ‘hollows’ genoemd. Op dit moment wordt vermoed dat het instortingsgaten zijn, al is er ook de alternatieve theorie dat bij inslagen van grotere meteorieten uit de schil materiaal omhoog kan komen, waarvan vervolgens delen door het ruige oppervlakteklimaat vergaan.
Wat ook de oorsprong is: deze ‘hollows’ zouden een plek kunnen zijn, waar mensen bij eventuele vestiging op Mercurius hun woonruimten zouden kunnen bouwen. Misschien kunnen ze via zulke gaten zelfs dieper gelegen kloven en grotten bereiken. Daar zouden ze dan veilig zijn tegen de harde kosmische straling en zonnestraling. Veilig tegen de enorme temperatuursveranderingen aan het oppervlak doordat de schil de schommelingen absorbeert.
Het zou allemaal kunnen, maar we weten het nog niet.
Een harde schil. En daaronder?
De planeet begon als een grote vloeibare bol. Daarin zakten de zwaarste elementen naar beneden en de lichtere bleven daarop drijven – net zoals dat met de Aarde is gebeurd. Dat er eerst een harde schil ontstond (ook parallel met de Aarde), is vanzelfsprekend: een planeet koelt altijd af van buiten naar binnen. De enige manier om hitte kwijt te raken, is door straling en het oppervlak is het enige dat straalt. Het begon dus met een afkoelende schil en daaronder vloeibaar materiaal. Het ligt voor de hand dat er vormen van vulkanisme waren, waarbij vloeibaar heet materiaal via ‘lava-buizen’ vanuit de diepte over het koelere oppervlak werd verspreid en daar stolde – net zoals bij de Aarde.
Toen de harde schil dikker werd en de afkoeling doorging, trok de grens van vloeibare materie zich langzaam terug, terwijl de warmte nog steeds werd afgevoerd door geleiding en straling. Het is onwaarschijnlijk dat Mercurius ooit tektoniek heeft gekend, zoals de Aarde die wel heeft. Het ligt meer voor de hand dat het langzaam maar zeker aan alle kanten gelijkmatig afkoelde en stolde. Op dit moment wordt geschat dat de vloeibare kern nog ongeveer 400 km diameter heeft (van de totale 4800 km diameter van de planeet) – voor zover we nu weten is die vloeibare kern nodig om het magnetisch veld van Mercurius te verklaren.
Onder de (massieve?) schil was er voor de planeet geen manier meer om de door afkoelingskrimp ontstane kloven en kieren met materie op te vullen – behalve wat instortingen die in het begin zullen zijn opgetreden.
Nieuwe grotten, gangen, vulkanische pijpen en andere open ruimten die niet door instortingen verdwenen, moeten in de loop van de eeuwen zijn gevuld door gassen en water die in de vloeibare rotsen en metalen waren opgelost en bij stolling vrijkwamen. Omdat de schil massief was en daarmee mogelijk ondoordringbaar voor gassen, is het denkbaar dat water en gassen in het binnenste van Mercurius nog steeds aanwezig zijn.
Gaan we Mercurius ooit bezoeken?
Naar een binnenplaneet reizen is lastiger dan je zou denken. Je moet de omloopsnelheid van de aarde kwijt zien te raken en goed gemikt ‘naar beneden’ vallen. Naar de zon vallen kost merkwaardig genoeg meer energie dan een reisje naar ‘buiten’ in ons zonnestelsel. Ook het vinden van een goede baan is belangrijk: niet te dicht bij de zon komen is een hele opgave, en de lage massa van het planeetje maakt het navigeren voor een goede omloopbaan een precisiewerkje.
En als je er aankomt… Leven op het oppervlak van Mercurius is absoluut onmogelijk. Een variatie van ruim vierhonderd graden Celsius ‘overdag’ tot bijna min tweehonderd in de ‘nacht’. Keiharde straling en zonnewind. Bombardementen met (micro-)meteorieten. Nee: een beetje rondbanjeren op het oppervlak, dat wordt hem niet.
Maar dieper naar beneden… ah, dat is wel een uitdaging. Wanneer ontdekkingsreizigers via de ‘hollows’ in een gangenstelsel zou kunnen komen, dan zitten ze veilig voor de genoemde problemen. Als ze daarna door slim boren toegang zouden kunnen krijgen tot dieper gelegen grottenstelsels…
Maar waarom zouden we? Wel: de enige werkende drijfveer is geld. Wanneer de planeet werkelijk ontzettend geconcentreerd is opgebouwd uit zware metalen, zeldzame aarden… Het zijn elementen die voor bijvoorbeeld elektronica onmisbaar zijn, ze horen bij de kostbaarste elementen die we nu kennen, er zijn nu al enorme tekorten en de vraag ernaar neemt bij toenemende technologische ontwikkeling snel toe. Mijnbouw op Mercurius zou een heel goede concurrent kunnen worden voor mijnbouw op kometen, waar nu al onderzoek naar wordt gedaan – maar die is óók heel lastig: je moet achter kometen aanjakkeren, de opbrengsten zijn nog onzeker en dan moet je de opbrengsten ook nog naar de aarde terugbrengen. Stel je toch eens voor dat we een manier zouden kunnen vinden om die rijke elementenaders van Mercurius heel efficiënt te oogsten. Dan, ja dan…
Als er zoiets gaat gebeuren, dan is dat ver in de toekomst, natuurlijk. In de héél verre toekomst.
Mercurius is de wereld waarin de SF-roman ‘Zwammen’ speelt. Meer daarover op ‘Zwammen’.
Bronnen:
- ESA-pagina over Mercurius.
- Nog een keer ESA over Mercurius, maar nu voor volwassenen.
- Astronomie.nl over Mercurius.
- Wikipedia over Mercurius
- Specifiek over de ‘hollows’: UniverseToday , wetenschappelijk: AGUpubs
Wettum.org 