Studie versteht Karbonatit-Vulkanismus als Schlüssel zu Merkurs geheimnisvollen „Hollows“
Eine neue Studie, die kürzlich in der Fachzeitschrift Icarus veröffentlicht wurde, stellt eine ungewöhnliche Verbindung zwischen einer auf der Erde extrem seltenen Form des Vulkanismus und rätselhaften Oberflächenstrukturen auf dem Planeten Merkur her. Im Zentrum steht die Hypothese, dass die sogenannten „Hollows“ auf Merkur mit Karbonatit-Schmelzen in Zusammenhang stehen könnten – einer außergewöhnlichen Form des Vulkanismus, die auf der Erde nur an wenigen Orten vorkommt und aktuell nur am Ol Doinyo Lengai in Tansania gefördert wird..
Die Hollows selbst sind kleine bis mehrere Kilometer große, flache Vertiefungen in der Merkuroberfläche, die überwiegend in und um Einschlagskrater oder auf vulkanischen Ebenen auftreten. Die Vertiefungen selbst haben keinen klassischen Kraterrand. Sie erscheinen auffallend hell und stark reflektierend im Vergleich zu ihrer dunkleren Umgebung und zählen zu den jüngsten bekannten Oberflächenstrukturen des Planeten. Viele von ihnen könnten geologisch betrachtet weniger als einige hundert Millionen Jahre alt sein; einige entstehen möglicherweise sogar noch heute, da man nachweisen konnte, dass von ihnen flüchtige Stoffe aufsteigen. Besonders häufig finden sie sich an Kraterwänden, Zentralbergen oder Beckenrändern – also dort, wo tiefer liegendes Material durch Asteroideneinschläge freigelegt wurde.
Die neue Hypothese wurde von einem Team um Maximilian P. Reitze sowie Forschenden der Universität Münster entwickelt, darunter Harald Hiesinger. Ausgangspunkt war die Frage, warum diese Strukturen trotz der insgesamt geologisch alten und scheinbar inaktiven Oberfläche Merkurs vergleichsweise jung wirken und möglicherweise bis heute entstehen. Frühere Erklärungsansätze – etwa die Freisetzung von Sulfiden oder einfache Sublimationsprozesse – stoßen auf Schwierigkeiten, da viele der infrage kommenden Stoffe unter den Bedingungen auf Merkur thermisch stabiler sind als zunächst angenommen.
Als mögliches Analog rückt der Vulkan Ol Doinyo Lengai in den Fokus der Forschenden. Er ist weltweit einzigartig, da er natriumkarbonatitische Lava fördert – eine karbonatreiche Schmelze mit außergewöhnlich niedrigen Temperaturen von etwa 500 bis 600 °C und extrem geringer Viskosität. Die Forschenden analysierten frische Proben dieser Lava mittels Infrarotspektroskopie und erstellten Spektren der Karbonatmineralen Nyerereit und Gregoryit. Diese Spektren sollen zukünftig mit den zu erwartenden Messdaten des MERTIS-Spektrometers an Bord der BepiColombo-Mission verglichen werden, die ab November 2026 erwartet werden.
Die zentrale Idee lautet: Besitzt Merkur eine kohlenstoffreiche Kruste, könnten durch Einschläge oder innere Wärme Karbonatit-Schmelzen entstehen oder reaktiviert werden. Diese könnten flüchtige Bestandteile transportieren oder beim Entgasen Material verlieren, wodurch die charakteristischen Vertiefungen der Hollows entstehen. Karbonatit-Vulkanismus würde damit eine seltene, aber physikalisch plausible Möglichkeit bieten, die geringe Viskosität und die vergleichsweise niedrigen Schmelztemperaturen in ein konsistentes Entstehungsmodell einzubinden.
Gleichzeitig bleibt die Hypothese umstritten. Kritiker wie der Planetologe Paul Byrne weisen darauf hin, dass die insgesamt verfügbare Kohlenstoffmenge in der Kruste Merkurs möglicherweise zu gering sei und die räumliche Verteilung der Hollows nicht eindeutig mit potenziellen Kohlenstoff-Hotspots übereinstimme. Daher sei fraglich, ob Karbonatit-Schmelzen eine globale Erklärung liefern können oder lediglich ein lokales Randphänomen darstellen.
Mein Einwand betrifft die Analogie selbst: Die Lava des Ol Doinyo Lengai erscheint auf der Erde nur deshalb hell, weil sie in feuchter Luft rasch verwittert. Unmittelbar nach dem Ausbruch ist sie dunkelgrau bis schwarz. Auf Merkur fehlt jedoch eine Atmosphäre mit Feuchtigkeit. Karbonatit würde dort daher nicht durch Verwitterung aufhellen, sondern unter völlig anderen physikalischen und chemischen Bedingungen altern. Die optische Ähnlichkeit zwischen dem irdischen Analog und der Merkuroberfläche ist deshalb nur eingeschränkt aussagekräftig – auch wenn die thermischen und rheologischen Eigenschaften der Karbonatit-Schmelzen für die diskutierte Hypothese weiterhin von großem Interesse bleiben.
(Quelle: Reitze, M. P., Weber, I., Morlok, A., Hiesinger, H., Benkhoff, J., Pasckert, J. H., Schmedemann, N., Heyer, T. & Adeli, S. (2026): Carbonatites from Ol Doinyo Lengai, Tanzania — An unusual rock as analog for Mercury as potential species for hollow formation. Icarus, Bd. 454, Artikel 117073. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2026.117073, Lizenz der CC)