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Der weiche Kern im Mars

Astronomie|Physik

Der weiche Kern im Mars
Der Planet Mars, der wegen seiner bedrohlichen roten Farbe den Namen des römischen Kriegsgottes trägt, hat einen weichen Kern: In seinem Inneren befindet sich eine Kugel etwa von der Größe des Mondes, die aus einer flüssigen Mischung aus Metallen und Schwefel besteht. Das zeigen Experimente, die Forscher um Andrew Stewart von der ETH Zürich durchführten.

Die Forscher setzten eine Legierung aus Eisen, Nickel und Schwefel in einer Diamantpresse den Bedingungen aus, wie sie den Messungen der Sonde Mars Global Surveyor zufolge an der Grenze zwischen Kern und Mantel des Mars herrschen: 23 Gigapascal ? das entspricht etwa dem 230.000-fachen Druck der Erdatmosphäre ? und 1.800 Grad Celsius. Damit ist der Kern des Mars deutlich kälter als der Erdkern.

Die Hochdruck-Experimente ergaben, dass der Marskern derzeit noch komplett flüssig ist. Innerhalb des äußeren, flüssigen Erdkerns aus Eisen und Schwefel befindet sich dagegen ein fester innerer Eisen-Nickelkern. Dieser wächst allmählich an, indem an seiner äußeren Grenze weiteres Metall kristallisiert.

Für den Mars sehen die Forscher eine andere Zukunft voraus: Auch er wird einen inneren, festen Kern ausbilden, da der gesamte Planet allmählich auskühlt. Allerdings werden die festen Metallteilchen im äußeren Kern auskristallisieren und dann wie Schneeflocken langsam nach unten sinken. Falls der Marskern einen hohen Anteil Schwefel enthält, kristallisiert zuerst eine Eisen-Schwefel-Mischung aus und kein reines Metall.

Wie Stewart und seine Kollegen schreiben, könnte der Mars ein starkes Magnetfeld entwickeln, wenn sich ein innerer Kern bildet. Zurzeit besitzt der kleine Planet anders als die Erde keinen Dynamo im Kern, der ein Magnetfeld erzeugt. Vor etwa vier Milliarden Jahren war das noch anders, wie stark magnetisierte Gesteine auf der Südhalbkugel des Mars belegen. Da der Mars auch damals einen komplett flüssigen Kern besessen hat, so argumentieren die Forscher um Stewart, muss das Magnetfeld auf andere Weise entstanden sein als im Erdinneren. Womöglich brach der Dynamo zusammen, als der Zerfall radioaktiver Elemente im Marsinneren nicht mehr genug Wärme für eine turbulente Konvektion des flüssigen Metalls erzeugte.

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Andrew Stewart (ETH Zürich) et al.: Science, Bd. 316, S. 1323 Ute Kehse
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