Verrassing: Mercurius was een potlood
Het binnenste planeetje van het zonnestelsel Mercurius was ooit een enorme, gitzwarte bal, met een korst van grafiet. Een volslagen verrassing, want als Mercurius zo'n korst had, waar is dan al het natuurlijk koolstof op aarde gebleven?
De donkere tint van Mercurius geldt al jaren als een van de grootste, nog openstaande raadsels van het zonnestelsel. Donkere, ijzerhoudende gesteenten komen er nauwelijks voor; toch is de binnenste planeet van het zonnestelsel 10 tot 30 procent donkerder dan de maan, die ook al vrij donker is.
Maar de Amerikaanse ruimtesonde Messenger lijkt het raadsel nu te hebben verklaard. Het komt allemaal doordat de planeet miljarden jaren geleden een 'aardkorst' had van grafiet, schrijven astronomen in Nature Geoscience. Hoewel die allang aan stukken is geslagen door meteorietinslagen en bedekt onder vulkanisch gesteente, schemert hier en daar nog iets van de potloodkorst door.
Zo zag Messenger dat de planeet op zijn donkerst is boven diepe inslagkraters, waar de ingewanden van de planeet blootliggen. "Mogelijk zien we hier de overblijfselen van Mercurius' originele, 4,6 miljard jaar oude oppervlak", zegt een van de onderzoekers, Rachel Klima van de Johns Hopkins Universiteit.
Onheilspellende zwarte bal
En dat slaat bij hoogleraar sterrenkunde Carsten Dominik in als een meteoriet. "Een ontzettend interessante vondst en erg spannend", vindt hij. Al langer vragen astronomen zich immers af hoe het komt dat er op aarde, de maan en op Mars zo weinig 'los' koolstof voorkomt. De heersende gedachte is dat het element in ons deel van het zonnestelsel kennelijk nu eenmaal gevangen zit in moleculen als koolmonoxide en methaan.
"Maar als dit klopt, kun je wel degelijk een aardige hoeveelheid koolstof in zo'n planeet krijgen. Dat haalt ons beeld volledig overhoop", zegt Dominik. "Dat maakt het opnieuw een groot raadsel waarom er op aarde zo extreem weinig koolstof is." Het antwoord op zulke vragen is van belang bij de zoektocht naar levensvatbare planeten in andere zonnestelsels.
Volgens het Messenger-team vormde de oerkorst van Mercurius kort na het ontstaan van het zonnestelsel nadat de planeet, destijds gewoon nog een zwevende klodder gesmolten gesteente, voor het eerst begon te stollen. Mineralen zonken daarbij weg, maar aan het oppervlak bleef een ongeveer één kilometer dikke plak grafiet drijven. Mercurius zal er een tijdlang hebben uitgezien als een onheilspellende zwarte bal voordat vulkaanuitbarstingen en meteorietinslagen hem zijn huidige, maanachtige uiterlijk gaven. De huidige korst bevat naar schatting gemiddeld 1 gewichtsprocent aan koolstof, ongeveer honderd keer meer dan de aarde of de maan.
Diamantenhagel
Een soort van geluk dat het team dat nog te weten is gekomen. De ruimtesonde Messenger, die de planeet sinds 2008 verkende, deed de koolstofmetingen toen de missie eigenlijk al ten einde had moeten zijn. In april vorig jaar stortte de sonde gepland neer op de planeet. De dagen daarvoor deed hij nog enkele cruciale koolstofwaarnemingen.
In de buitengebieden van het zonnestelsel -voorbij Mars, ruw gezegd - komt koolstof wel veel voor. Zo verrasten planeetonderzoekers een paar jaar terug met berekeningen die uitwezen dat het op Jupiter en Saturnus soms diamanten moet hagelen. "Maar als dit klopt, betekent het dat er dichtbij de zon nog een koolstofrijke zone is", zegt Dominik. "Dat is een heel groot raadsel."