Der Merkur zieht sich seit rund 4,5 Milliarden Jahren zusammen, weil sein Inneres langsam auskühlt. Eine neue Auswertung der Oberflächenrauigkeit zeigt nun, dass dabei weit mehr Volumen verloren ging als in bisherigen Rechnungen: Der Durchmesser des Planeten nahm um bis zu 23 Kilometer ab. Übersehen wurde das ausgerechnet wegen des Schutts unzähliger Einschläge, der die verräterischen Geländestufen zudeckt. Für den ungewöhnlich großen Metallkern im Inneren hat die korrigierte Zahl unmittelbare Folgen.
Der Merkur ist mit einem Durchmesser von rund 4.880 Kilometern der kleinste Planet des Sonnensystems und in einem Punkt völlig anders aufgebaut als die Erde: Seine Gesteinshülle bildet eine einzige, ungeteilte Platte. Es gibt keine Plattengrenzen, keine Subduktionszonen, keine Drift von Kontinenten. Alles, was sich an der Oberfläche an Verformung zeigt, geht deshalb auf eine einzige Ursache zurück, nämlich auf die Abkühlung des Planeteninneren. Kühlt der Kern ab, verringert sich sein Volumen, und die starre Hülle darüber muss der schrumpfenden Unterlage folgen. Sie tut das, indem sie an Schwächezonen bricht und Gesteinspakete übereinanderschiebt. Das Ergebnis sind lange, geschwungene Steilkanten, in der Fachsprache lobate scarps genannt, sowie flachere Runzelrücken. Manche dieser Strukturen ziehen sich über mehr als tausend Kilometer durch die Landschaft und erreichen Höhen von einem Kilometer und mehr.
Aus Länge, Höhe und Neigung solcher Strukturen lässt sich zurückrechnen, wie stark sich der Planet insgesamt zusammengezogen hat. Genau hier liegt seit Jahrzehnten ein Widerspruch: Modelle der thermischen Entwicklung sagten stets mehr Schrumpfung voraus, als sich an der Oberfläche nachweisen ließ. Die Bilder der Sonde MESSENGER, die von 2011 bis 2015 den Merkur umkreiste, lieferten erstmals eine globale Kartierung, aber auch sie brachte keine Einigkeit. Je nachdem, welche Geländeformen als Folge der Schrumpfung gewertet wurden, reichten die Werte für die Abnahme des Durchmessers von etwa vier bis sechzehn Kilometern. Ein Team um Gaku Nishiyama vom Institut für Weltraumforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt in Berlin hat den Datensatz nun nicht nach weiteren Strukturen durchsucht, sondern nach den Stellen, an denen Strukturen fehlen. Der Ansatz führt zu einer deutlich größeren Zahl.
Die Wärme, aus der die Schrumpfung folgt, stammt aus der Entstehungszeit des Sonnensystems. Beim Zusammenstoß der Bausteine, aus denen sich der Planet vor etwa 4,5 Milliarden Jahren bildete, wurde Bewegungsenergie in Wärme umgewandelt. Der Merkur gibt diese Wärme seither an den Weltraum ab, und weil er klein ist und über keine nennenswerte Atmosphäre verfügt, geschieht das vergleichsweise schnell. Gestein und Metall nehmen bei sinkender Temperatur weniger Raum ein, der Radius verringert sich, und die Oberfläche muss die überschüssige Fläche unterbringen. Auf der Erde würde eine solche Spannung in den Nähten zwischen den Platten abgebaut. Auf dem Merkur gibt es diese Nähte nicht, weshalb sich das Gestein flächendeckend auffaltet und in Überschiebungen zerbricht. Die Oberfläche des Planeten ist damit ein direkter Speicher seiner Abkühlungsgeschichte, lesbar über Jahrmilliarden hinweg.
Die neue Analyse kommt zu dem Ergebnis, dass die Schrumpfung um zehn bis dreißig Prozent stärker ausfiel als in den bisher gängigen Abschätzungen. Statt der bislang angenommenen vier bis sechzehn Kilometer hat der Durchmesser des Planeten seit seiner Entstehung bis zu 23 Kilometer eingebüßt, nach den Berechnungen des Teams knapp neunzehn Kilometer im wahrscheinlichsten Fall. Grundlage dafür ist ein Vergleich zweier Datensätze: der geologischen Karten der Verformungsstrukturen einerseits und einer globalen Karte der Oberflächenrauigkeit andererseits, wie sie dieselbe Arbeitsgruppe in einer Kartierung der Merkurrauigkeit bis auf fünf Kilometer Basislänge vorgelegt hat, die Höhendaten des Laseraltimeters mit einem neuen globalen Geländemodell kombiniert. Erst der Abgleich beider Karten machte ein Muster sichtbar, das vorher niemandem aufgefallen war.
Das Muster ist auf den ersten Blick widersinnig: Gerade in den rauesten Regionen des Planeten finden sich die wenigsten Schrumpfungsstrukturen. Erwartbar wäre das Gegenteil, denn die Abkühlung wirkt überall gleichmäßig und sollte auch überall Falten hinterlassen. Die Erklärung des Teams lautet, dass ein Prozess die Strukturen unkenntlich macht. In Gebieten mit vielen und großen Kratern wurde über Jahrmilliarden hinweg Auswurfmaterial verteilt, das flache Geländestufen zuschüttet und ihre Kanten verwischt. Wer nur zählt, was sichtbar ist, unterschätzt die Schrumpfung deshalb systematisch, und zwar um bis zu dreißig Prozent, wie auch ein Tagungsbeitrag zur thermischen Entwicklung des Planeten aufgreift, in dem die Geländemodelle mit Simulationen des Mantels verglichen werden. Die Korrektur stützt sich also nicht auf neue Aufnahmen, sondern auf eine bessere Kontrolle der Lücken.
Die Höhe der Schrumpfung ist kein Selbstzweck, sondern ein Fenster in das Innere. Der Merkur besitzt den proportional größten Metallkern aller Gesteinsplaneten, er reicht bis etwa 85 Prozent des Planetenradius nach außen. Wie stark sich ein solcher Körper zusammenzieht, hängt davon ab, wie groß dieser Kern ist, wie viele leichte Elemente wie Silizium in ihm stecken und wie heiß der Planet gestartet ist. Mehr Schrumpfung bedeutet nach Angaben der Arbeitsgruppe entweder einen größeren Kern, einen geringeren Anteil leichter Beimengungen oder eine höhere Anfangstemperatur. Einschränkend gilt, dass die Rechnung auf Messdaten von MESSENGER beruht, die Strukturen erst ab etwa fünf Kilometern Ausdehnung auflösen. Kleinere Verwerfungen bleiben unsichtbar, weshalb auch der korrigierte Wert nach Einschätzung des Teams noch eine Untergrenze sein könnte.
Die Prüfung dieser Vermutung steht unmittelbar bevor. Die europäisch-japanische Mission BepiColombo hat Anfang September 2026 ihre Ankunftsphase am Merkur begonnen und soll ab November mit deutlich höherer Auflösung kartieren, als es MESSENGER möglich war. Damit geraten genau jene kleinen Verwerfungen in Reichweite, die bislang unter der Nachweisgrenze lagen, und zugleich lässt sich prüfen, ob in den rauen Gebieten tatsächlich verschüttete Strukturen liegen. Fällt das Ergebnis wie erwartet aus, wächst der Wert für die Gesamtschrumpfung ein weiteres Mal, und die Modelle der Abkühlungsgeschichte müssen nachgezogen werden. Für die Planetenforschung ist der Merkur dabei mehr als ein Sonderfall: Er zeigt, wie sich ein kleiner Gesteinskörper ohne Plattentektonik über Jahrmilliarden verhält, und liefert damit den Vergleichsmaßstab für Planeten gleicher Größe um andere Sterne.