Lang gezogene, schroffe Gebirgszüge auf dem ohnehin kleinsten Planeten zeigen, dass er in den letzten vier Milliarden Jahren mehr an Durchmesser eingebüßt hat, als man bisher vermutete: fünf bis sieben Kilometer. Das passt nun zu den bisherigen Modellen seiner Abkühlung.
Warum ragen Gebirge Kilometer hoch und klaffen Meeresböden noch tiefer hinab? Und woher kommen Erdbeben und Vulkane? Das bereitete Geologen des 19. Jahrhunderts Kopfzerbrechen, und einige von ihnen, darunter der Österreicher Eduard Suess, kamen unabhängig voneinander zur gleichen Antwort: Die Erde wirft Runzeln und zittert und spukt, weil sie sich langsam abkühlt und dadurch schrumpft. Robert Hill fasste es so zusammen: „Die Felsen werden gefaltet, zerbrochen und anders deformiert durch die große Kontraktion der gesamten Erdkruste.“
Dem widersprach vor allem Sir Charles Lyell. Er hielt nichts von der „säkularen Abkühlung des gesamten Planeten“, aber auch er war Fixist, der Bewegungen der Erdkruste nur von unten nach oben (oder umgekehrt) gehen sah. Und in seinen Augen reichte der Druck von unten (durch Beben und Vulkane) zur Bildung der Gebirge. Ein Gegenmodell – Mobilismus – formulierte 1915 Alfred Wegener: Er sah die Kontinente nicht fix miteinander verbunden, sondern wandern. Diese Hypothese der Kontinentalverschiebung wurde in den 1950er-Jahren bestätigt und Plattentektonik genannt: Die Erde hat keinen zusammenhängenden Mantel, dieser ist früh in Platten zerbrochen – wie früh ist umstritten. Diese verschieben sich. Und wo sie aneinander geraten, kommt alles in Bewegung, kurzfristig in Beben und Vulkanen, langfristig im Auffalten von Gebirgen.
Auch die Erde kühlt langsam ab
Zwar kühlt auch die Erdkruste ab, um geschätzte 36 Grad Kelvin pro Milliarde Jahren, aber die Morphologie der Oberfläche wird davon nicht beeinflusst. Ganz anders ist das beim übernächsten Nachbarn, dem Merkur. Er ist der kleinste Planet, im Inneren flüssig – Eisen, das gibt ihm ein Magnetfeld –, außen fest, und er hat eine durchgängige Kruste. Diese ist übersät mit Schrunden, manche haben die Ursache hoch im All – Einschlagskrater –, andere haben sie tief im Merkur selbst: schroffe Kämme, lang gezogen, oft über hunderte Kilometer, bis zu drei Kilometer hoch. Erstmals gesichtet wurden sie von der Sonde Mariner 10 in den Jahren 1974 und 75, die Kameras erfassten 45 Prozent der Oberfläche. Da der Merkur keine Platten wie die Erde hat, konnten diese Formationen nur durch seine Abkühlung bzw. das resultierende Schrumpfen gekommen sein. Und aus den Schrunden berechnete man eine Verringerung des Durchmessers über die letzten vier Milliarden Jahre um 1,6 bis sechs Kilometer.
Aber das passte nicht zu den Modellen, die man für die Abkühlung des Planeten hatte. Diese abzuschätzen ist eine eigene Kunst, William Thompson (später: Lord Kelvin) musste es erfahren. Er kalkulierte 1862 aus der Wärmeabstrahlung der Erde ihr Alter und kam auf 30 Millionen Jahre – zu kurz für die Evolution. Das wandte er gegen Darwin ein (für diesen waren „Thompsons Ansichten des Alters der Welt eine Zeit lang meine sauersten Probleme“). Aber Thompson hatte sich vertan, er hielt die die Erde für einen festen Körper : Aus so einem entweicht Wärme anders als aus einem innen flüssigen. Beim Merkur wusste man das dann, aber nun war die berechnete Abkühlung viel größer als die, die sich Mariner in den Schrunden zeigte.
Das lag unter anderem daran, dass Mariner nur 45 Prozent der Oberfläche fotografiert hatte. 2008 flog eine andere Raumsonde vorbei, Messenger. Sie fotografierte alles. Diese Bilder hat nun Paul Byrne (Carnegie Institution) ausgewertet (Nature Geoscience, 16. 3.): Der Merkur ist mehr als doppelt so stark geschrumpft, um fünf bis sieben Kilometer. „Damit ist das jahrzehntealte Paradox zwischen den Modellen der Temperaturgeschichte und den Abschätzungen der Kontraktion gelöst“, schließt Byrne. Und die Geologen des 19. Jahrhunderts sind auch rehabilitiert, ein Stück weit: Sie hatten die richtige Hypothese, nur für den falschen Planeten.
( "Die Presse", Print-Ausgabe, 18.03.2014)