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<blockquote data-quote="H2SO4" data-source="post: 91634" data-attributes="member: 2506"><p>Als sonnennächster und kleinster Planet erhält Merkur eine intensive Bestrahlung durch unser Zentralgestirn, es ist daher recht ungemütlich auf seiner Oberfläche. An seinem Äquator herrschen mittägliche Temperaturen von 430 [°C]. Der Tag des Merkurs ist bedeutend länger als unser Erdentag, ein Punkt auf seiner Oberfläche ist ganze 88 Tage der mörderischen Sonnenstrahlung ausgesetzt.</p><p>Merkur Taucht die Oberfläche dagegen in die Merkurnacht ein, so wird die gespeicherte Wärme sehr schnell abgestrahlt und es wird</p><p>-180 [°C] bis -200 [°C] kalt. Von einem Besuch unter diesen nicht sehr einladenden Bedingungen rät auch seine extrem dünne Atmosphäre ab: Sie beträgt nur etwa das</p><p>10-13-fache der Erdatmosphäre.</p><p></p><p>Wer den Merkur beobachten möchte, sollte dies möglichst im Frühjahr in den Morgenstunden, oder in den herbstlichen Abendstunden vornehmen. Denn trotz seiner Helligkeit von -0,2m wird er meist von der nie weit entfernten Sonne überstrahlt.</p><p></p><p>© Astrogeology Team, U.S. Geological Survey</p><p></p><p>Rotation und Bahn</p><p></p><p>Lange Zeit war man der Überzeugung, dass die Rotation des Merkurs an die Sonne gebunden ist, ähnlich wie die unseres Mondes an die Erde. Danach würde ein Merkurtag 88 Erdentage dauern, denn in dieser Zeit vollführt er einen Umlauf. 1962 suchten Radioastronomen nach Signalen vom Merkur und stellten dabei fest, dass die Nachtseite zu "warm" für eine gebundene Rotation war.</p><p></p><p>Mariner 10 1965 zeigte sich dann bei Radaruntersuchungen (Pettengill und Dyce), dass die Rotationsperiode des Merkurs 59 ± 5 Tage dauerte. Durch die Observationen der Raumsonde Mariner 10 in den Jahren 1973/1974 konnte die Rotationsdauer auf 58.646 ± 0.005 Tage verfeinert werden, genau zwei Dritteln seiner Umlaufperiode entsprechend.</p><p></p><p>Rotation und Bahnumlauf Merkur Nebenstehend wird verdeutlicht, wie Eigenrotation und Bahnumlauf des Merkurs zusammenhängen. In knapp 59 Tagen dreht er sich einmal um sich selbst (Positionen 1 bis 5), aber er braucht für einen Sonnenumlauf 88 Tage. Somit erfolgen nach zwei Umläufen drei Umdrehungen des Planeten. Damit entspricht ein Merkurtag, von Sonnenaufgang bis zum nächsten Sonnenaufgang, 176 Tagen auf der Erde.</p><p></p><p>Etwas ungewöhnlich ist auch die Umlaufbahn von Merkur. Und dazu war sie wohl eine der wichtigsten Voraussagen und gleichzeitig Prüfstein der Allgemeinen Relativitätstheorie. Gab sie doch eine Erklärung der bis dahin unverstandenen Differenz der Periheldrehung des Merkurs (Perihel = sonnennächster Punkt einer Planetenumlaufbahn). Darunter versteht man eine Verschiebung des Perihels eines Körpers entlang seiner Bahn. Dieser Effekt geht auf die gravitativen Einflüsse der großen Planeten zurück, die Merkurbahn wird insbesondere von der Venus beeinflusst. Nach Abzug dieser himmelsmechanischen Verschiebung (532 Bogensekunden/100 Jahre) blieb aber noch eine Differenz von etwa 43 Bogensekunden pro Jahrhundert übrig. Sehr exakt konnte Einstein nun diese relativistische Periheldrehung voraussagen (43,03", beobachtet: 43,11" ).</p><p>Rosettenbahn des Merkur Darstellung einer Rosettenbahn, wie Merkur sie beschreibt. Die Apsidienline (gelb), das ist die Verbindungslinie zwischen Perihel (P) und Aphel (A, Aphel = sonnenfernster Punkt der Bahn), dreht sich langsam um die Sonne durch die relativistische "Verzerrung" des Gravitationsfeldes. Dabei verschiebt sich das Perihel rechtsläufig langsam auf der Merkurbahn, wodurch diese die Form einer Rosette erhält. r zeigt den größten Halbmesser der Merkurbahn an.</p><p></p><p>Atmosphäre</p><p></p><p>Mit einem Durchmesser von 4876 [Km] ist Merkur nur etwas größer als unser Mond (3476 [Km]) und damit ebenfalls durch die geringe Schwerkraft nicht in der Lage, eine spürbare Atmosphäre zu halten. Direkt an seiner Oberfläche, dem Ort der größten Gasdichte, herrscht nur ein Druck vom 2 · 10-13-fachen des irdischen Atmosphärendrucks. Aufgrund der fast völlig fehlenden Atmosphäre haben wir deshalb wie bei unserem Mond einen ungetrübten Blick auf die Merkuroberfläche.</p><p></p><p>Wie hier im Südwestteil des Planeten zu sehen, ist er von Einschlagkratern übersät, die aus einem Bombardement stammen, welchem alle Planeten in der Frühphase des Sonnensystems ausgesetzt waren. Ein Spaziergänger auf der Oberfläche würde aufgrund der eigentümlichen Rotation Seltsames sehen: Zunächst geht die Sonne normal am Horizont auf und wandert bis zum Zenit. Hier stoppt sie aber und bewegt sich rückwärts wieder bis zum Horizont. Hier hält sie wiederum an und wandert dann sehr schnell bis zum anderen Horizont.</p><p></p><p>Mit freundlicher Genehmigung von Mariner 10, NASA</p><p> Südwestquadrant des Merkur</p><p></p><p>Die Merkuratmosphäre setzt sich zusammen aus Anteilen von Wasserstoff, Helium, Sauerstoff sowie Natrium und Kalium. Diese Elemente sind sicherlich nicht die Überreste einer früheren Atmosphäre, sondern vielmehr sind Wasserstoff und Helium aus dem Sonnenwind eingefangene Teilchen. Natrium und Kalium werden vermutlich durch den Sonnenwind aus den Mineralien der Oberfläche herausgeschlagen, das Helium könnte auch aus radioaktiven Zerfällen des Gesteins stammen. In einem Kubikzentimeter der Atmosphäre finden wir 8 Wasserstoffatome, 4500 Heliumatome und 150 000 Atome Natrium, einige wenige des Elements Kalium. Wasserstoff und Helium sind als die leichtesten Elemente mit einer relativ hohen thermischen Geschwindigkeit belastet und daher sehr flüchtig, d.h. sie entweichen rasch in den Weltraum. Natrium und Kalium dagegen haben eine viel größere Verweildauer auf dem Planeten.</p><p></p><p>Was sind Atmosphären?</p><p></p><p>Viele Körper im Universum sind von einer gasförmigen Hülle umgeben, die wir als Atmosphäre bezeichnen. Neben den gasförmigen Bestandteilen wie z.B. Sauerstoff oder Stickstoff kann eine Atmosphäre auch flüssige Bestandteile enthalten (Regenwasser auf der Erde oder Schwefelsäure auf der Venus), auch feste Anteile in Form von Schwebestoffen (Staub, Sand). Man unterscheidet zwei Arten von Atmosphären:</p><p></p><p> * Primäre Atmosphären</p><p></p><p> Sie entstehen bereits bei der Bildung des Planeten (oder eines anderen Körpers) aus dem zu dieser Zeit vorhandenen (gasförmigen) Material. Dieses kann z.B. Wassereis, gefrorenes Methan oder Ammoniak sein, was sich in Form von Kometen ansammelte. Solche Atmosphären unterliegen kaum einer Veränderung, wir finden Beispiele bei den äußeren Planeten.</p><p></p><p> * Sekundäre Atmosphären</p><p></p><p> Das sind Atmosphären, die viel später nach der Bildung des Planeten entstanden sind, und zwar durch Ausgasungen des Protoplaneten. Durch geologische (vulkanische) und vor allem biologische Prozesse wird eine solche Atmosphäre im Laufe der Zeit verändert. Bestes Beispiel ist unsere Erdatmosphäre. </p><p></p><p>Allein durch die Gravitation werden die Atome und Moleküle oder flüssigen und festen Bestandteile einer Atmosphäre an ihren Planeten, Mond oder Stern gebunden. Der Druck einer Atmosphäre an einem beliebigen Punkt wird durch das Gewicht der darüber liegenden Gassäule bestimmt. Je höher man sich über der Oberfläche des Körpers befindet, umso kleiner ist die Gassäule und umso geringer ist der Druck. Diesen Effekt kennt jeder Bergsteiger. Damit ist der Druck auf der Oberfläche stets am höchsten. Weil der Gasdruck nach außen gerichtet ist, die Gravitation jedoch zum Körperzentrum hin, stellt sich zwischen beiden Kräften ein Gleichgewicht ein.</p><p></p><p>Atmosphären müssen sich mit den relativ schnell rotierenden Körpern mitbewegen, dadurch stellen sich zwangsläufig große vertikale und horizontale Bewegungen ein, Luftströmungen, die wir manchmal unangenehm als Sturm zu spüren bekommen. Unterstützt oder verstärkt werden diese Bewegungen durch thermische Prozesse.</p><p></p><p>Die Temperatur einer Atmosphäre ist von verschiedenen Faktoren abhängig. Wesentlich ist ihre chemische Zusammensetzung und das von einem Stern empfangene Strahlungsspektrum. Die recht spezielle Erdatmosphäre ist beispielsweise durchlässig für den sichtbaren Anteil des Sonnenlichts und benachbarter Wellenlängen wie Infrarot und Ultraviolett, absorbiert aber auch einen Teil dieser Strahlung. Besonders der IR- Anteil führt zur Erwärmung des Bodens, der wiederum einen Teil der Wärme in den Weltraum abstrahlt, die Atmosphäre absorbiert erneut einen Teil dieser resorbierten Strahlung und wird selbst dabei abermals erwärmt.</p><p></p><p>Charakteristisch ist für jede Atmosphäre, dass die Temperatur in Abhängigkeit von der Höhe variiert. Das führt zu einer Einteilung der Atmosphären in verschiedene Schichten, die jeweils von einem Temperaturminimum und -maximum begrenzt sind.</p><p></p><p>Aufbau der Erdatmosphäre Im Falle der Erde nennt man die unterste, etwa 10 [Km] hohe Schicht Troposphäre. Ihre Grenze in einer Höhe von 10 bis 15 [Km] nennen wir Tropopause. Daran schließt sich die Stratosphäre an, deren Grenze Stratopause in etwa 50 [Km] Höhe über dem Boden liegt. In der folgenden Mesosphäre nimmt die Temperatur ab, während in der nächsten Schicht, der Thermosphäre die Temperatur wieder ansteigt. Eine exakte Grenze einer Atmosphäre zum umgebenden Weltraum kann man nicht angeben, der Übergang in das Vakuum ist fließend. Die äußere Übergangsschicht nennt man Exosphäre.</p><p></p><p>Da andere Planeten völlig andersartige chemische Zusammensetzungen haben können als die Erde, finden z.B. bei den anderen Planeten im Sonnensystem keine Temperaturerhöhungen in der mittleren Atmosphäre statt, so dass man dort nicht von einer Stratosphäre sprechen kann.</p><p></p><p>Oberfläche</p></blockquote><p></p>
[QUOTE="H2SO4, post: 91634, member: 2506"] Als sonnennächster und kleinster Planet erhält Merkur eine intensive Bestrahlung durch unser Zentralgestirn, es ist daher recht ungemütlich auf seiner Oberfläche. An seinem Äquator herrschen mittägliche Temperaturen von 430 [°C]. Der Tag des Merkurs ist bedeutend länger als unser Erdentag, ein Punkt auf seiner Oberfläche ist ganze 88 Tage der mörderischen Sonnenstrahlung ausgesetzt. Merkur Taucht die Oberfläche dagegen in die Merkurnacht ein, so wird die gespeicherte Wärme sehr schnell abgestrahlt und es wird -180 [°C] bis -200 [°C] kalt. Von einem Besuch unter diesen nicht sehr einladenden Bedingungen rät auch seine extrem dünne Atmosphäre ab: Sie beträgt nur etwa das 10-13-fache der Erdatmosphäre. Wer den Merkur beobachten möchte, sollte dies möglichst im Frühjahr in den Morgenstunden, oder in den herbstlichen Abendstunden vornehmen. Denn trotz seiner Helligkeit von -0,2m wird er meist von der nie weit entfernten Sonne überstrahlt. © Astrogeology Team, U.S. Geological Survey Rotation und Bahn Lange Zeit war man der Überzeugung, dass die Rotation des Merkurs an die Sonne gebunden ist, ähnlich wie die unseres Mondes an die Erde. Danach würde ein Merkurtag 88 Erdentage dauern, denn in dieser Zeit vollführt er einen Umlauf. 1962 suchten Radioastronomen nach Signalen vom Merkur und stellten dabei fest, dass die Nachtseite zu "warm" für eine gebundene Rotation war. Mariner 10 1965 zeigte sich dann bei Radaruntersuchungen (Pettengill und Dyce), dass die Rotationsperiode des Merkurs 59 ± 5 Tage dauerte. Durch die Observationen der Raumsonde Mariner 10 in den Jahren 1973/1974 konnte die Rotationsdauer auf 58.646 ± 0.005 Tage verfeinert werden, genau zwei Dritteln seiner Umlaufperiode entsprechend. Rotation und Bahnumlauf Merkur Nebenstehend wird verdeutlicht, wie Eigenrotation und Bahnumlauf des Merkurs zusammenhängen. In knapp 59 Tagen dreht er sich einmal um sich selbst (Positionen 1 bis 5), aber er braucht für einen Sonnenumlauf 88 Tage. Somit erfolgen nach zwei Umläufen drei Umdrehungen des Planeten. Damit entspricht ein Merkurtag, von Sonnenaufgang bis zum nächsten Sonnenaufgang, 176 Tagen auf der Erde. Etwas ungewöhnlich ist auch die Umlaufbahn von Merkur. Und dazu war sie wohl eine der wichtigsten Voraussagen und gleichzeitig Prüfstein der Allgemeinen Relativitätstheorie. Gab sie doch eine Erklärung der bis dahin unverstandenen Differenz der Periheldrehung des Merkurs (Perihel = sonnennächster Punkt einer Planetenumlaufbahn). Darunter versteht man eine Verschiebung des Perihels eines Körpers entlang seiner Bahn. Dieser Effekt geht auf die gravitativen Einflüsse der großen Planeten zurück, die Merkurbahn wird insbesondere von der Venus beeinflusst. Nach Abzug dieser himmelsmechanischen Verschiebung (532 Bogensekunden/100 Jahre) blieb aber noch eine Differenz von etwa 43 Bogensekunden pro Jahrhundert übrig. Sehr exakt konnte Einstein nun diese relativistische Periheldrehung voraussagen (43,03", beobachtet: 43,11" ). Rosettenbahn des Merkur Darstellung einer Rosettenbahn, wie Merkur sie beschreibt. Die Apsidienline (gelb), das ist die Verbindungslinie zwischen Perihel (P) und Aphel (A, Aphel = sonnenfernster Punkt der Bahn), dreht sich langsam um die Sonne durch die relativistische "Verzerrung" des Gravitationsfeldes. Dabei verschiebt sich das Perihel rechtsläufig langsam auf der Merkurbahn, wodurch diese die Form einer Rosette erhält. r zeigt den größten Halbmesser der Merkurbahn an. Atmosphäre Mit einem Durchmesser von 4876 [Km] ist Merkur nur etwas größer als unser Mond (3476 [Km]) und damit ebenfalls durch die geringe Schwerkraft nicht in der Lage, eine spürbare Atmosphäre zu halten. Direkt an seiner Oberfläche, dem Ort der größten Gasdichte, herrscht nur ein Druck vom 2 · 10-13-fachen des irdischen Atmosphärendrucks. Aufgrund der fast völlig fehlenden Atmosphäre haben wir deshalb wie bei unserem Mond einen ungetrübten Blick auf die Merkuroberfläche. Wie hier im Südwestteil des Planeten zu sehen, ist er von Einschlagkratern übersät, die aus einem Bombardement stammen, welchem alle Planeten in der Frühphase des Sonnensystems ausgesetzt waren. Ein Spaziergänger auf der Oberfläche würde aufgrund der eigentümlichen Rotation Seltsames sehen: Zunächst geht die Sonne normal am Horizont auf und wandert bis zum Zenit. Hier stoppt sie aber und bewegt sich rückwärts wieder bis zum Horizont. Hier hält sie wiederum an und wandert dann sehr schnell bis zum anderen Horizont. Mit freundlicher Genehmigung von Mariner 10, NASA Südwestquadrant des Merkur Die Merkuratmosphäre setzt sich zusammen aus Anteilen von Wasserstoff, Helium, Sauerstoff sowie Natrium und Kalium. Diese Elemente sind sicherlich nicht die Überreste einer früheren Atmosphäre, sondern vielmehr sind Wasserstoff und Helium aus dem Sonnenwind eingefangene Teilchen. Natrium und Kalium werden vermutlich durch den Sonnenwind aus den Mineralien der Oberfläche herausgeschlagen, das Helium könnte auch aus radioaktiven Zerfällen des Gesteins stammen. In einem Kubikzentimeter der Atmosphäre finden wir 8 Wasserstoffatome, 4500 Heliumatome und 150 000 Atome Natrium, einige wenige des Elements Kalium. Wasserstoff und Helium sind als die leichtesten Elemente mit einer relativ hohen thermischen Geschwindigkeit belastet und daher sehr flüchtig, d.h. sie entweichen rasch in den Weltraum. Natrium und Kalium dagegen haben eine viel größere Verweildauer auf dem Planeten. Was sind Atmosphären? Viele Körper im Universum sind von einer gasförmigen Hülle umgeben, die wir als Atmosphäre bezeichnen. Neben den gasförmigen Bestandteilen wie z.B. Sauerstoff oder Stickstoff kann eine Atmosphäre auch flüssige Bestandteile enthalten (Regenwasser auf der Erde oder Schwefelsäure auf der Venus), auch feste Anteile in Form von Schwebestoffen (Staub, Sand). Man unterscheidet zwei Arten von Atmosphären: * Primäre Atmosphären Sie entstehen bereits bei der Bildung des Planeten (oder eines anderen Körpers) aus dem zu dieser Zeit vorhandenen (gasförmigen) Material. Dieses kann z.B. Wassereis, gefrorenes Methan oder Ammoniak sein, was sich in Form von Kometen ansammelte. Solche Atmosphären unterliegen kaum einer Veränderung, wir finden Beispiele bei den äußeren Planeten. * Sekundäre Atmosphären Das sind Atmosphären, die viel später nach der Bildung des Planeten entstanden sind, und zwar durch Ausgasungen des Protoplaneten. Durch geologische (vulkanische) und vor allem biologische Prozesse wird eine solche Atmosphäre im Laufe der Zeit verändert. Bestes Beispiel ist unsere Erdatmosphäre. Allein durch die Gravitation werden die Atome und Moleküle oder flüssigen und festen Bestandteile einer Atmosphäre an ihren Planeten, Mond oder Stern gebunden. Der Druck einer Atmosphäre an einem beliebigen Punkt wird durch das Gewicht der darüber liegenden Gassäule bestimmt. Je höher man sich über der Oberfläche des Körpers befindet, umso kleiner ist die Gassäule und umso geringer ist der Druck. Diesen Effekt kennt jeder Bergsteiger. Damit ist der Druck auf der Oberfläche stets am höchsten. Weil der Gasdruck nach außen gerichtet ist, die Gravitation jedoch zum Körperzentrum hin, stellt sich zwischen beiden Kräften ein Gleichgewicht ein. Atmosphären müssen sich mit den relativ schnell rotierenden Körpern mitbewegen, dadurch stellen sich zwangsläufig große vertikale und horizontale Bewegungen ein, Luftströmungen, die wir manchmal unangenehm als Sturm zu spüren bekommen. Unterstützt oder verstärkt werden diese Bewegungen durch thermische Prozesse. Die Temperatur einer Atmosphäre ist von verschiedenen Faktoren abhängig. Wesentlich ist ihre chemische Zusammensetzung und das von einem Stern empfangene Strahlungsspektrum. Die recht spezielle Erdatmosphäre ist beispielsweise durchlässig für den sichtbaren Anteil des Sonnenlichts und benachbarter Wellenlängen wie Infrarot und Ultraviolett, absorbiert aber auch einen Teil dieser Strahlung. Besonders der IR- Anteil führt zur Erwärmung des Bodens, der wiederum einen Teil der Wärme in den Weltraum abstrahlt, die Atmosphäre absorbiert erneut einen Teil dieser resorbierten Strahlung und wird selbst dabei abermals erwärmt. Charakteristisch ist für jede Atmosphäre, dass die Temperatur in Abhängigkeit von der Höhe variiert. Das führt zu einer Einteilung der Atmosphären in verschiedene Schichten, die jeweils von einem Temperaturminimum und -maximum begrenzt sind. Aufbau der Erdatmosphäre Im Falle der Erde nennt man die unterste, etwa 10 [Km] hohe Schicht Troposphäre. Ihre Grenze in einer Höhe von 10 bis 15 [Km] nennen wir Tropopause. Daran schließt sich die Stratosphäre an, deren Grenze Stratopause in etwa 50 [Km] Höhe über dem Boden liegt. In der folgenden Mesosphäre nimmt die Temperatur ab, während in der nächsten Schicht, der Thermosphäre die Temperatur wieder ansteigt. Eine exakte Grenze einer Atmosphäre zum umgebenden Weltraum kann man nicht angeben, der Übergang in das Vakuum ist fließend. Die äußere Übergangsschicht nennt man Exosphäre. Da andere Planeten völlig andersartige chemische Zusammensetzungen haben können als die Erde, finden z.B. bei den anderen Planeten im Sonnensystem keine Temperaturerhöhungen in der mittleren Atmosphäre statt, so dass man dort nicht von einer Stratosphäre sprechen kann. Oberfläche [/QUOTE]
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