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Planetenforschung

Doch keine einstigen Venus-Ozeane?

Gab es einst blaue Flächen auf der Venus? (Bild: StockByM/iStock)

Die Venus könnte schon immer zu heiß für flüssiges Wasser gewesen sein, geht aus einem neuen Modell ihrer Klimaentwicklung hervor. Die Ergebnisse widersprechen damit früheren Einschätzungen, wonach die junge Venus einst Meere besessen haben könnte. Den neuen Simulationen zufolge verursachte die Wolkenbildung anhaltende Dampfkessel-Temperaturen auf dem Planeten. Ob es allerdings tatsächlich nie Venus-Ozeane gegeben hat, oder aber doch, werden wohl erst die Daten geplanter Raumfahrtmissionen klären können, räumen die Forscher ein.

Sie ist die Schwester der Erde und teilt grundlegende Merkmale mit unserem Heimatplaneten: Die Venus besteht ebenfalls größtenteils aus Gesteinsmaterial und besitzt eine Atmosphäre. Dennoch unterscheiden sich Erde und Venus wie Himmel und Hölle: Die dicke CO2-Atmosphäre der Venus sorgt für extreme Oberflächentemperaturen und hohen Druck. Zudem hüllt sich unsere Nachbarin in ätzende Schwefelsäurewolken. Doch möglicherweise war die Venus nicht immer so lebensfeindlich wie heute. Frühere Untersuchungen und Klimamodelle kamen zu dem Ergebnis, dass es auf der Venus einst Bedingungen gegeben haben könnte, die eine Kondensation von Wasserdampf und damit eine Bildung von Gewässern auf der Oberfläche ermöglicht haben. Um diese Hypothese zu überprüfen, haben die Forscher um Martin Turbet von der Universität Genf nun erneut komplexe Klimamodelle entwickelt.

Klimageschichte neu simuliert

„Wir haben das Klima der Erde und der Venus vom Anfang ihrer Entwicklung an – vor mehr als vier Milliarden Jahren – simuliert, als die Oberflächen beider Planeten noch geschmolzen war“, erklärt Turbet. „Die damit verbundenen hohen Temperaturen bedeuteten, dass jegliches Wasser in Form von Dampf vorhanden gewesen wäre, wie in einem gigantischen Dampfkochtopf.“ Mithilfe von komplexen dreidimensionalen Atmosphärenmodellen, ähnlich denen, die Wissenschaftler zur Simulation des Erdklimas verwenden, simulierten die Wissenschaftler dann, wie sich die Atmosphären der beiden Planeten im Laufe der Zeit entwickelt haben und inwieweit dabei Ozeane entstanden sein könnten.

Wie sie erklären, müsste zur Bildung von Meeren eine grundlegende Bedingung erfüllt gewesen sein: Die Temperatur der Venusatmosphäre hätte so weit sinken müssen, dass Wasser kondensierte und über Jahrtausende hinweg abregnete – wie es auf der Erde geschah. Aus den Simulationen der Forscher ging allerdings hervor, dass obwohl die Sonne damals 30 Prozent schwächer strahlte als heute, dies nicht ausgereicht hätte, um die Temperatur des jungen Planeten so weit zu senken, um diese Bedingung zu erfüllen. Eine entsprechende Temperaturreduktion hätte sonst nur noch entstehen können, wenn die Oberfläche der Venus durch Wolken vor der Sonneneinstrahlung abgeschirmt worden wäre, sagen die Wissenschaftler.

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Wolken: Wärmend statt abschirmend?

Doch genau dies war den Simulationen zufolge nicht der Fall – im Gegenteil: Demnach bildeten sich die Wolken vorzugsweise auf der Nachtseite der Venus, wo sie die Oberfläche nicht vor der Sonneneinstrahlung abschirmen konnten. Stattdessen wirkten sie dort wie eine wärmende Decke: Die Wolken trugen zur Aufrechterhaltung der hohen Temperaturen bei, indem sie einen Treibhauseffekt verursachten, der die Wärme in der dichten Atmosphäre des Planeten einschloss. „Aus unseren Simulationen geht letztlich hervor, dass die klimatischen Bedingungen es nicht zuließen, dass Wasserdampf in der Venusatmosphäre kondensierte“, resümiert Turbet. Stattdessen blieb das Wasser stets als Gas in der Atmosphäre und es bildeten sich keine Ozeane.

Wie die Astrophysiker weiter berichten, geht aus ihren Simulationen zudem hervor, dass auch die Erde beinahe das gleiche Schicksal wie die Venus hätte erleiden können. Wäre unser Planet demnach der Sonne nur ein wenig näher oder hätte diese in ihrer Jugend so hell geschienen wie heute, würde unser Heimatplanet heute ganz anders aussehen. Wahrscheinlich ermöglichte damals erst die relativ schwache Strahlung, dass sich die Erde so weit abkühlen konnte, dass Wasser schon früh kondensierte. „Möglicherweise war die schwache Sonne für die junge, sehr heiße Erde eine Chance“, sagt Turbet. Bei der Venus hat sich dieses Niveau aber womöglich niemals eingestellt.

Abschließend gibt der Co-Autor David Ehrenreich von der Universität Genf allerdings zu bedenken: „Unsere Ergebnisse sind zwar wichtige Bausteine bei der Beantwortung der Frage nach der Geschichte der Venus, doch sie basieren auf theoretischen Modellen“. „Endgültig klären lassen sich die Fragen aber nicht mithilfe von Computern“, so der Wissenschaftler. Doch ESA und NASA haben in diesem Jahr beschlossen, in den nächsten zehn Jahren drei Raumfahrtmissionen zur Venus zu schicken. Eines der wichtigsten Ziele ist es dabei, anhand von geologischen Merkmalen Rückschlüsse darauf zu gewinnen, ob der Planet jemals Ozeane beherbergt hat oder nicht. „Vielleicht werden die Beobachtungsdaten dieser geplanten Venus-Raumfahrtmissionen somit unsere Ergebnisse bestätigen – oder aber widerlegen“, sagt Ehrenreich.

Quelle: Universität Genf, CNRS, Fachartikel: Nature, doi: 10.1038/s41586-021-03873-w

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