Hatte die Venus eine Sauerstoff-Atmosphäre?

Auf der Venus könnte vor 2 Milliarden Jahren ein flaches Meer aus Wasser vorhanden gewesen und moderate Oberflächentemperaturen und damit ein völlig anderes Klima als heute geherrscht haben. Das legt zumindest eine Computer-Simulation von Wissenschaftlern des NASA Goddard Institute for Space Studies (GISS) in New York nahe. Die Simulation wurde mit einem Klimamodell vorgenommen, dass auch für das Klimasystem der Erde genutzt wird.

Heute ist die Venus ist unwirtlicher Ort mit einer Kohlendioxid-Atmosphäre, die 90-mal so dicht ist wie die der Erde. Es gibt fast keinen Wasserdampf und die Temperaturen erreichen über 460 Grad Celsius an der Oberfläche.

Wissenschaftler haben lange vermutet, dass die Venus einst ähnlich der heutigen Erde gewesen sein könnte, aber sich dann völlig anders entwickelt hat. Die Messungen der in den 1980er Jahren auf der Venus gelandeten Pioneer-Sonde der NASA legen nahe, das auf dem Planeten vor langer Zeit ein Ozean vorhanden gewesen sein könnte.

Da sich die Venus näher an der Sonne befindet, erhält sie weit mehr Sonnenstrahlung. Der frühe Ozean des Planeten könnte deswegen verdampft sein und die Wasserdampfmoleküle durch UV-Strahlung auseinander gebrochen sein. Das fehlende Wasser auf der Oberfläche führte zu einer Erhöhung der Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre und zu einem extremen Treibhauseffekt, der die gegenwärtigen Bedingungen bestimmt.

Frühere Studien haben gezeigt, dass die Rotationsgeschwindigkeit eines Planeten dessen Klima bestimmt. Ein Tag auf der Venus entspricht 117 Erdentage. Bis vor kurzem wurde angenommen, dass eine dichte Atmosphäre mit einer langsamen Rotationsgeschwindigkeit verbunden war. Neuere Forschung hat aber gezeigt, dass auch eine dünne Atmosphäre wie die der heutigen Erde mit einer langsamen Rotation vorkommen kann. Das bedeutet, dass die Venus früher mit einer erdähnlichen Atmosphäre die gleiche Rotationsgeschwindigkeit wie heute gehabt haben könnte.

Ein weiterer Faktor für das Klima ist die Topographie. Die frühere Venus hatte vermutlich deutlich mehr Land als es heute auf der Erde der Fall ist, vor allem in den Tropen. Damit konnte weniger Wasser aus den Ozeanen verdampfen. Diese Art der Oberfläche scheint eine gute Voraussetzung für ein moderates Klima zu sein.

Venus-Modell der NASA

Die Forscher simulierten das frühere Klima der Venus mit einer Atmosphäre ähnlich der heutigen Erde und einem Tag, der 117 mal länger ist als ein Tag auf der Erde. Außerdem wurde ein flaches Meer angenommen, wie es die frühen Daten der Pioneer-Sonden vermuten lassen. Die Forscher nutzen dazu Topographie-Daten der Magellan-Mission aus den 1990er Jahren und füllten dann im Modell die Niederungen mit Wasser. Die Studie berücksichtigt außerdem, dass die Sonne damals etwa 30 Prozent schwächer leuchtete. Trotzdem erhielt die Venus noch etwa 40 Prozent mehr Sonnenlicht als die Erde heute.

Die Simulation zeigt, dass die Tagseite der Venus der Sonne für fast zwei Monate ausgesetzt war. Damit erwärmte sich die Oberfläche und dicke Regenwolken bildeten sich, die wie ein Schirm wirkten und viel Sonnenlicht und -wärme wieder ins All reflektierten. Das Ergebnis ist ein moderates Klima mit Temperaturen, die ein paar Grad kühler sind als auf der Erde heute.


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