Simulationen zeigen: Venus könnte bis zu 3 Milliarden Jahre lang lebensfreundlich gewesen sein

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Ein Vergleich der heutigen, heißen und trockenen Venus auf der Grundlage von Daten der sowjetischen Missionen „Venera 13 und 14“ und der amerikanischen Missionen „Poineer“ und „Magellan“ (r.) mit einem auch von Meeren geprägten Planetenmodell der frühen Venus (Illu. L.). Copyright: NASA/Jet Propulsion Laboratory-Caltech (l.) and NASA (r.).

Ein Vergleich der heutigen, heißen und trockenen Venus auf der Grundlage von Daten der sowjetischen Missionen „Venera 13 und 14“ und der amerikanischen Missionen „Poineer“ und „Magellan“ (r.) mit einem auch von Meeren geprägten Planetenmodell der frühen Venus (Illu. L.).
Copyright: NASA/Jet Propulsion Laboratory-Caltech (l.) and NASA (r.).

New York (USA) – Planetenwissenschaftler der NASA haben neue Computermodelle des einstigen Klimas der Venus erstellt, um damit Theorien zu überprüfen, wonach auch unsere “höllische Erdschwester” einst eine erdähnliche, lebensfreundliche Welt war. Tatsächlich bestätigen einige der Ergebnisse dieses ungewohnte Bild unseres Nachbarplaneten.

Wie Michael Way und Anthony D. Del Genio vom Goddard Institute for Space Studies (GISS) der NASA vorab via Arxiv.org aktuell im “Journal of Geophysical Research – Planets” (JGR Planets; DOI: 10.1029/2019JE006276) berichten, haben sie Supercomputer der NASA genutzt, um in mehrere Monate andauernden Berechnungsprozessen das Venusklima der vergangenen 4,2 Milliarden Jahre in verschiedenen Szenarien zu modellieren.

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Hintergrund
Grundsätzlich gehen Planetenwissenschaftler von zwei möglichen Klimaszenarien der Venus aus:

– Szenario ein geht von einer Venus aus, die ursprünglich eine Atmosphäre aus Kohlendioxid und Wasserdampf besaß und für rund 100 Millionen Jahre von einem Magmaozean bedeckt war. Die damals deutlich aktivere Sonne erzeugte auch mehr Röntgen- und ultraviolette Strahlung als heute. Das die Venus erreichenden Sonnenlicht spaltete den Wasserdampf in Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O) auf. Vor dem Hintergrund des 100 Millionen Jahre währenden Magmaozeans und des ins All entweichenden Wasserstoffs, dürfte auch jeglicher Sauerstoff vom Magmaozean absorbiert worden sein. Als dann dieser Magmaozean abkühlte, verblieb der Planet mit einer nahezu wasserlosen Atmosphäre und einer trockenen Oberfläche.

– Im zweiten Szenario besaß die Venus zwar  auch eine Wasserdampfatmosphäre, jedoch währte der Magmaozean nur wenige Millionen Jahre. Auf diese Weise konnte wesentlich mehr Wasser in der Atmosphäre verbleiben und sich nach dem Abkühlen des Magmaozeans in Form eines Wasserozeans auf der Venusoberfläche kondensieren.

In ihren neuen Berechnungen untersuchten die GISS-Wissenschaftler das zweite Modell anhand von 45 unterschiedlichen Simulationen, die unterschiedliche Topografien, Land-Wasser-Verhältnisse, Bodenarten, atmosphärische Zusammensetzungen, Sonneneinstrahlungs- und Rotationsraten in Betracht zogen.

Hoffnungsvolle Ergebnisse

Das Ergebnis zeigt, dass sollte die frühe Venus einen Wasserozean beherbergt haben, der Planet bis zu 3 Milliarden Jahre lang (!) lebensfreundliche Bedingungen hervorgebracht haben könnte.

Die Wissenschaftler vermuten zudem, dass sich der heutige Treibhauseffekt-Zustand der Venus in Folge großflächiger vulkanischer Eruptionen eingestellt hatte, durch die genügend CO2 freigesetzt wurden, um die Oberflächengewässer auszutrocknen. Tatsächlich gibt es auf dem Planeten Hinweise dafür, dass die vulkanische Aktivität bis heute andauert (…GreWi berichtete).

Die Visualisierung der “Simulation 28” zeigt, die Oberflächenlufttemperatur der Venus vor 2,9 Milliarden Jahren mit einer hypothetischen Atmosphäre von 0,25 Bar und einer erdähnlichen Topografie mit einem bis zu 310 Meter tiefen Ozean. Hierbei handelt es sich um die im Ergebnis erdähnlichste der insgesamt 45 durchgespielten Simulationen. Copyright/Quelle: M.J. Way and A.D. Del Genio, J. Geophys. Res. Planets.

Die Visualisierung der “Simulation 28” zeigt, die Oberflächenlufttemperatur der Venus vor 2,9 Milliarden Jahren mit einer hypothetischen Atmosphäre von 0,25 Bar und einer erdähnlichen Topografie mit einem bis zu 310 Meter tiefen Ozean. Hierbei handelt es sich um die im Ergebnis erdähnlichste der insgesamt 45 durchgespielten Simulationen.
Copyright/Quelle: M.J. Way and A.D. Del Genio, J. Geophys. Res. Planets.

In zukünftigen Simulationen wollen Way und Kollegen sich auf die Entwicklung der Venus innerhalb der ersten 100 Millionen Jahre konzentrieren und überprüfen, ob Wasser tatsächlich auf der Oberfläche in Form von Ozeanen kondensieren konnte. Zudem wollen sie genauer untersuchen, wie es unter diesen Umstand zum heutigen Treibhauseffekt kommen konnte.

Neue habitable Zone

Die Ergebnisse haben auch Konsequenzen für das, was Astronomen als “habitable (also lebensfreundliche) Zone“ beschreiben: Sollte sich die optimistische Version einer einst Milliarden Jahre lang lebensfreundlichen Venus bestätigen, schlagen die Autoren vor, den Planeten in einer Region zu verorten, die sie zukünftig als „optimistische Venus-Zone“ bezeichnen wollen.




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Quelle: NASA

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