1978 erreichte die NASA-Mission Pioneer Venus (auch bekannt als Pioneer 12) die Venus („Schwester der Erde“) und fand Hinweise darauf, dass die Venus einst Ozeane auf ihrer Oberfläche hatte. Seitdem wurden mehrere Missionen an die Venus gesendet und Daten über ihre Oberfläche und Atmosphäre gesammelt. Daraus ist ein Bild entstanden, wie die Venus den Übergang von einem „erdähnlichen“ Planeten zu einem heißen und höllischen Ort geschafft hat, an dem sie heute ist.
Alles begann vor ungefähr 700 Millionen Jahren, als ein massives Ereignis der Oberflächenerneuerung einen außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt auslöste, der dazu führte, dass die Atmosphäre der Venus unglaublich dicht und heiß wurde. Dies bedeutet, dass der Planet 2 bis 3 Milliarden Jahre nach der Entstehung der Venus eine bewohnbare Umgebung haben könnte. Laut einer aktuellen Studie wäre das lang genug gewesen, um Leben auf der „Schwester der Erde“ zu haben.
Die Studie wurde gestern (20. September) auf dem gemeinsamen Treffen des Europäischen Planeten für Planetenwissenschaften (EPSC-DPS) 2019 vorgestellt, das vom 15. bis 20. September in Genf, Schweiz, stattfand. Hier teilten Michael Way und Anthony Del Genio vom Goddard Institute for Space Science (GISS) der NASA eine neue Sicht auf die Klimageschichte der Venus, die Auswirkungen auf die Suche nach bewohnbaren Exoplaneten haben könnte.
Für ihre Studie haben Dr. Way und Dr. Del Genio eine Reihe von fünf Simulationen erstellt, in denen untersucht wurde, wie die Umgebung der Venus auf der Grundlage unterschiedlicher Wasserbedeckungen aussehen würde. Dies bestand darin, ein allgemeines 3D-Zirkulationsmodell anzupassen, das sich ändernde atmosphärische Zusammensetzungen und die allmähliche Zunahme der Sonnenstrahlung berücksichtigte, wenn die Sonne im Laufe ihres Lebens wärmer wurde.
In drei der fünf Szenarien gingen Way und Del Genio davon aus, dass die Topographie der Venus in etwa der heutigen entspricht. Der Ozean reichte von einer Mindesttiefe von 10 m (~ 30 ft) bis zu einer Höchsttiefe von etwa 310 m (~ 30 ft). ~ 1000 ft) und eine kleine Menge Wasser wurde in den Boden eingeschlossen. Sie betrachteten auch ein Szenario mit der Topographie der Erde und einem 310 Meter hohen Ozean und ein anderes, in dem die Venus vollständig von einem 158 m hohen Ozean bedeckt war.
Am Ende zeigten alle fünf Simulationen dasselbe: dass Venus in der Lage gewesen wäre, stabile Temperaturen - von einem Tief von 20 ° C (68 ° F) bis zu einem Hoch von 50 ° C (122 ° F) - für ungefähr aufrechtzuerhalten drei Milliarden Jahre. Ohne eine Reihe von Ereignissen, bei denen 80% der Planetenoberfläche wieder aufgetaucht sind (was zur Ausgasung des in der Kruste enthaltenen CO² führte), könnte es heute sogar bewohnbar sein. Wie Way es erklärte:
„Unsere Hypothese ist, dass die Venus seit Milliarden von Jahren ein stabiles Klima hat. Es ist möglich, dass das nahezu globale Resurfacing-Ereignis für die Umwandlung von einem erdähnlichen Klima in ein höllisches Hot-House verantwortlich ist, das wir heute sehen.
Alles begann vor ungefähr 4,2 Milliarden Jahren, einige hundert Millionen Jahre nachdem sich die Venus gebildet hatte und gerade eine Phase schneller Abkühlung beendet hatte. Unter der Annahme, dass die Venus einen ähnlichen Prozess wie die Erde durchlaufen hat, wäre die Atmosphäre zu diesem Zeitpunkt von Kohlendioxid dominiert worden. Dies wäre langsam von Silikatgesteinen absorbiert worden, um Carbonate zu bilden, die dann in der Erdkruste eingeschlossen wurden.
Vor etwa 715 Millionen Jahren war die Atmosphäre laut Way und Del Genios Studie ähnlich wie heute auf der Erde - überwiegend aus Stickstoffgas mit Spuren von CO² und Methan. Diese Bedingungen hätten bis in die Gegenwart stabil bleiben können, wenn es nicht zu einem massiven Ausgasungsereignis gekommen wäre.
Die Ursache dafür bleibt ein Rätsel; Wissenschaftler glauben jedoch, dass dies auf ein geologisches Ereignis zurückzuführen ist, bei dem 80% des Planeten wieder aufgetaucht sind. Dies könnte dazu geführt haben, dass große Mengen Magma sprudelten und große Mengen CO² in die Atmosphäre abgaben. Das Magma hätte sich dann vor Erreichen der Oberfläche verfestigt und so eine Barriere geschaffen, die verhindert, dass das CO² wieder absorbiert wird. Wie Way erklärte:
"Auf der Venus ist etwas passiert, bei dem eine große Menge Gas in die Atmosphäre freigesetzt wurde und von den Felsen nicht wieder aufgenommen werden konnte. Auf der Erde gibt es einige Beispiele für großflächige Ausgasungen, zum Beispiel die Schaffung der Sibirischen Fallen vor 500 Millionen Jahren, die mit einem Massensterben verbunden sind, aber nichts in dieser Größenordnung. Es hat die Venus komplett verändert. “
Dies würde erklären, wie die Atmosphäre der Venus bis zu einem Punkt verdickt wurde, an dem sie über 90-mal so dicht war wie die der Erde (92 bar im Vergleich zu 1 bar). In Kombination mit den hohen CO²-Konzentrationen hätte dies zu einem außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt geführt, der erklären würde, wie der Planet zum höllischen Ort wurde, den wir heute kennen, wo die Oberflächentemperaturen durchschnittlich 462 ° C (864 ° F) betragen.
Dies steht im Widerspruch zu herkömmlichen Vorstellungen von Bewohnbarkeit, die besagen, dass die Umlaufbahn der Venus sie jenseits des inneren Randes der bewohnbaren Zone unserer Sonne (HZ) platziert. Innerhalb dieser „Venuszone“ absorbiert ein Planet nach konventioneller Weisheit zu viel Sonnenstrahlung, um jemals flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche halten zu können. Aber wie Way anzeigte, zeigten ihre Simulationen alle etwas anderes an:
„Die Venus hat derzeit fast doppelt so viel Sonnenstrahlung wie auf der Erde. In allen von uns modellierten Szenarien haben wir jedoch festgestellt, dass Venus weiterhin Oberflächentemperaturen unterstützen kann, die für flüssiges Wasser geeignet sind. “
Diese Ergebnisse stimmen mit einer ähnlichen Studie überein, die Way und Del Genio 2016 mit Kollegen des Goddard Space Flight Center der NASA, des Planetary Science Institute (PSI), der Uppsala University und der Columbia University durchgeführt haben. Für diese Studie erstellte das Team eine Reihe von 3D-Klimasimulationen unter Verwendung von Daten aus dem Magellan Mission, die untersuchte, wie sich das Vorhandensein eines Ozeans auf der alten Venus auf seine Bewohnbarkeit auswirken würde.
Daraus ermittelten sie, dass das Klima der Venus bis vor 715 Millionen Jahren bewohnbar geblieben wäre, wenn ihre Rotationsperiode langsamer als etwa 16 Erdentage gewesen wäre. Es gibt jedoch noch zwei wichtige Unbekannte, die angegangen werden müssen, bevor Wissenschaftler mit Zuversicht sagen können, dass die Venus bis vor kurzem bewohnbar war.
Zunächst müssen die Wissenschaftler feststellen, wie schnell sich die Venus abgekühlt hat und ob sie überhaupt flüssiges Wasser auf ihrer Oberfläche kondensieren konnte. Zweitens ist nicht bekannt, ob das globale Ereignis der Oberflächenerneuerung, das zum Übergang der Venus führte, ein einzelnes Ereignis oder nur ein Teil einer Serie war, die seit Milliarden von Jahren stattfand.
"Wir brauchen mehr Missionen, um die Venus zu studieren und ein detaillierteres Verständnis ihrer Geschichte und Entwicklung zu erhalten", sagte Way. „Unsere Modelle zeigen jedoch, dass es eine echte Möglichkeit gibt, dass die Venus bewohnbar und radikal anders gewesen sein könnte als die Venus, die wir heute sehen. Dies eröffnet Exoplaneten in der sogenannten „Venuszone“, in der sich möglicherweise flüssiges Wasser und gemäßigtes Klima befinden, alle möglichen Auswirkungen. “
Denken Sie daran ... Hätte Venus kein massives Ereignis der Oberflächenerneuerung (oder eine Reihe von Ereignissen) erlebt, hätte die Menschheit nur nebenan nach Beweisen für das außerirdische Leben suchen müssen. Hätte der Mars nicht vor 4,2 Milliarden Jahren seine Magnetosphäre verloren, hätte er ein eigenes Leben hervorbringen können, das es heute noch geben würde. Unser einziges Sonnensystem hätte nicht einen, sondern drei lebenstragende Planeten haben können (nebenan)!
Diese Ergebnisse dürften für diejenigen ermutigend sein, die glauben, dass die Venus eines Tages terraformiert werden sollte. Zu wissen, dass der Planet einst ein stabiles Klima hatte und es trotz seiner Umlaufbahn aufrechterhalten konnte, bedeutet effektiv, dass jede ökologische Technik, die wir dort durchführen, anhält.
Das bedeutet, dass die Venus eines Tages zu einer milden Welt werden könnte, die größtenteils von Ozeanen mit wenigen großen Kontinenten und ausgedehnten Archipelen bedeckt ist. Klingt nach einem Ort, den Sie kennen?
