1978 wurde die NASA Pionier Venus (alias Pioneer 12) erreichte die Venus ('Earth's Sister') und fand Hinweise darauf, dass die Venus einst Ozeane auf ihrer Oberfläche hatte. Seitdem wurden mehrere Missionen zur Venus geschickt und Daten über ihre Oberfläche und Atmosphäre gesammelt. Daraus ist ein Bild entstanden, wie die Venus den Übergang von einem „erdähnlichen“ Planeten zu dem heißen und höllischen Ort gemacht hat, der sie heute ist.
Alles begann vor etwa 700 Millionen Jahren, als ein massives Oberflächenerneuerungsereignis einen außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt auslöste, der dazu führte, dass die Atmosphäre der Venus unglaublich dicht und heiß wurde. Dies bedeutet, dass der Planet für 2 bis 3 Milliarden Jahre nach der Entstehung der Venus eine bewohnbare Umgebung aufrechterhalten hätte können. nach a Kürzlich durchgeführte Studie , das hätte lange genug gereicht, um auf „Earth’s Sister“ Leben zu haben.
Die Studie wurde gestern (20.09.) auf der Gemeinsamen Tagung 2019 des Europäischer Kongress für Planetologie (EPSC-DPS), die vom 15. bis 20. September in Genf, Schweiz, stattfand. Hier haben Michael Way und Anthony Del Genio von der NASA Goddard Institute for Space Science (GISS) teilte eine neue Sichtweise auf die Klimageschichte der Venus, die Auswirkungen auf die Suche nach bewohnbaren Exoplaneten haben könnte.
Künstlerische Darstellung der heutigen Venusoberfläche mit ihren Gewittern und einem Vulkan in der Ferne. Bildnachweis und ©: ESA/J. Was mehr
Für ihre Studie erstellten Dr. Way und Dr. Del Genio eine Reihe von fünf Simulationen, die untersuchten, wie die Umgebung der Venus basierend auf unterschiedlichen Wasserbedeckungsgraden aussehen würde. Diese bestand darin, ein allgemeines 3D-Zirkulationsmodell anzupassen, das sich ändernde atmosphärische Zusammensetzungen und die allmähliche Zunahme der Sonneneinstrahlung mit der Erwärmung der Sonne im Laufe ihrer Lebensdauer berücksichtigte.
In drei der fünf Szenarien gingen Way und Del Genio davon aus, dass die Topographie der Venus in etwa dieselbe sei wie heute, der Ozean reichte von einer minimalen Tiefe von 10 m (~30 ft) bis zu einer maximalen Tiefe von etwa 310 m ( ~1000 ft) und eine kleine Menge Wasser war im Boden eingeschlossen. Sie betrachteten auch ein Szenario mit der Topographie der Erde und einem 310-Meter-Ozean und ein anderes, in dem die Venus vollständig von einem Ozean von 158 m (~500 Fuß) bedeckt war.
Am Ende zeigten alle fünf Simulationen das Gleiche: dass die Venus in der Lage gewesen wäre, stabile Temperaturen von 20 °C (68 °F) bis zu 50 °C (122 °F) für etwa drei Milliarden Jahre. Gäbe es nicht eine Reihe von Ereignissen, die dazu führten, dass 80% der Oberfläche des Planeten wieder aufgetaucht sind (was zur Ausgasung des in der Kruste enthaltenen CO² führte), könnte er heute sogar bewohnbar sein. Als Weg erklärt es:
„Unsere Hypothese ist, dass die Venus seit Milliarden von Jahren ein stabiles Klima hatte. Es ist möglich, dass die fast globale Oberflächenerneuerung für ihre Umwandlung von einem erdähnlichen Klima in das höllische Treibhaus, das wir heute sehen, verantwortlich ist.
Ein Land-Ozean-Muster wie das obige wurde in einem Klimamodell verwendet, um zu zeigen, wie Sturmwolken die alte Venus vor starkem Sonnenlicht hätten schützen und den Planeten bewohnbar machen können. Credits: NASA
Alles begann vor etwa 4,2 Milliarden Jahren, einige hundert Millionen Jahre nachdem sich die Venus gebildet hatte und gerade eine Phase der schnellen Abkühlung beendet hatte. Unter der Annahme, dass die Venus zu diesem Zeitpunkt einen ähnlichen Prozess wie die Erde durchlaufen hat, wäre ihre Atmosphäre von Kohlendioxid dominiert worden. Dies wäre langsam von Silikatgesteinen absorbiert worden, um Karbonate zu bilden, die dann in der Erdkruste eingeschlossen wurden.
Vor etwa 715 Millionen Jahren, so die Studie von Way und Del Genio, hätte die Atmosphäre der heutigen Erde ähnlich gewesen – sie bestand hauptsächlich aus Stickstoffgas mit Spuren von CO² und Methan. Ohne ein massives Ausgasungsereignis hätten diese Bedingungen bis in die heutige Zeit stabil bleiben können.
Die Ursache dafür bleibt ein Rätsel; Wissenschaftler glauben jedoch, dass es auf ein geologisches Ereignis zurückzuführen war, das dazu führte, dass 80% des Planeten wieder auftauchten. Dies könnte dazu geführt haben, dass große Mengen an Magma aufgesprudelt und massive Mengen CO² in die Atmosphäre freigesetzt wurden. Das Magma wäre dann erstarrt, bevor es die Oberfläche erreichte, und bildete so eine Barriere, die eine Resorption des CO² verhinderte. Als Weg erklärt :
„Auf der Venus ist etwas passiert, wo eine riesige Menge Gas in die Atmosphäre freigesetzt wurde und von den Gesteinen nicht wieder aufgenommen werden konnte. Auf der Erde haben wir einige Beispiele für großflächige Ausgasungen, zum Beispiel die Entstehung der Sibirischen Fallen vor 500 Millionen Jahren, die mit einem Massensterben in Verbindung gebracht wird, aber nichts in diesem Ausmaß. Es hat die Venus vollständig verändert.“
Künstlerische Konzeption einer terraformierten Venus, die eine größtenteils von Ozeanen bedeckte Oberfläche zeigt. Bildnachweis: Wikipedia Commons/Ittiz
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 zu dem höllischen Ort wurde, den wir heute kennen, an dem die Oberflächentemperaturen durchschnittlich 462 ° C (864 ° F) betragen.
Dies widerspricht den herkömmlichen Vorstellungen von Bewohnbarkeit, die besagen, dass die Umlaufbahn der Venus sie über den inneren Rand der habitablen Zone (HZ) unserer Sonne hinaus verschiebt. Innerhalb dieser „Venuszone“ absorbiert ein Planet nach landläufiger Meinung zu viel Sonnenstrahlung, um jemals flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche halten zu können. Aber als Weg angegeben , deren Simulationen alle anders angegeben:
„Die Venus hat derzeit fast die doppelte Sonnenstrahlung, die wir auf der Erde haben. In allen von uns modellierten Szenarien haben wir jedoch festgestellt, dass die Venus immer noch Oberflächentemperaturen unterstützen könnte, die für flüssiges Wasser zugänglich sind.“
Diese Ergebnisse stehen im Einklang mit a ähnliche Studie that Way und Del Genio führten 2016 mit Kollegen aus der NASA Goddard Space Flight Center , das Institut für Planetologie (PSI), Uppsala University und Columbia University. Für diese Studie erstellte ihr Team eine Reihe von 3D-Klimasimulationen mit Daten aus der Magellan Mission das untersuchte, wie sich die Anwesenheit eines Ozeans auf der alten Venus auf seine Bewohnbarkeit auswirken würde.
Daraus stellten sie fest, dass das Klima der Venus bis vor 715 Millionen Jahren bewohnbar geblieben wäre, wenn die Rotationsperiode der Venus langsamer als etwa 16 Erdtage wäre. Es gibt jedoch noch zwei große Unbekannte, die angegangen werden müssen, bevor Wissenschaftler mit Zuversicht sagen können, dass die Venus bis vor kurzem bewohnbar war.
Der Planet Venus, aufgenommen von der Magellan 10-Mission. Bildnachweis: NASA/JPL
Zunächst müssen die Wissenschaftler feststellen, wie schnell sich die Venus abgekühlt hat und ob sie überhaupt flüssiges Wasser auf ihrer Oberfläche kondensieren konnte. Zweitens bleibt unklar, ob das globale Wiederauftauchereignis, das zum Übergang der Venus führte, ein einzelnes Ereignis war oder nur ein Teil einer Reihe, 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 reale Möglichkeit gibt, dass die Venus bewohnbar und radikal anders gewesen sein könnte als die Venus, die wir heute sehen. Dies eröffnet alle möglichen Implikationen für Exoplaneten, die in der sogenannten ‚Venuszone‘ vorkommen, die tatsächlich flüssiges Wasser und gemäßigtes Klima beherbergen kann.“
Denken Sie daran ... hätte die Venus nicht ein massives Wiederauftauchereignis (oder eine Reihe von ihnen) erfahren, hätte die Menschheit nur nebenan nach Beweisen für außerirdisches Leben suchen müssen. Hätte der Mars seine Magnetosphäre nicht vor 4,2 Milliarden Jahren verloren, hätte er auch heute noch eigenes Leben produzieren können. Unser einziges Sonnensystem hätte nicht einen, sondern drei lebenserhaltende Planeten (benachbart noch dazu) haben können!
Diese Ergebnisse sind wahrscheinlich ermutigend für diejenigen, 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 betreiben, bestehen bleiben würde.
Das bedeutet, dass die Venus eines Tages zu einer milden Welt gemacht werden könnte, die größtenteils von Ozeanen mit wenigen großen Kontinenten und ausgedehnten Inselgruppen bedeckt ist. Klingt wie ein Ort, den Sie kennen?
Weiterlesen: Europlanet-Gesellschaft , EPSCoR