Ein Team unter Leitung des Southwest Research Institute (SwRI) hat die frühe Einschlaggeschichte der Venus modelliert, um zu erklären, wie der Schwesterplanet der Erde ohne Plattentektonik eine jugendliche Oberfläche aufrechterhalten konnte. Das Team verglich die frühen Kollisionsgeschichten der beiden Himmelskörper und stellte fest, dass die Venus wahrscheinlich Einschläge mit höherer Geschwindigkeit und mehr Energie erfuhr, was einen superheißen Kern erschuf, der intensiven Vulkanismus auslöste und dadurch den Planeten neu gestaltete.
“Eines der Rätsel des inneren Sonnensystems ist, dass die Erde und die Venus trotz ihrer vergleichbaren Größen und Dichten völlig anders sind – insbesondere was die Prozesse angeht, die Material durch den Planeten bewegen”, sagte Dr. Simone Marchi, Hauptautor einer neuen Studie über die Ergebnisse, die im Journal Nature Astronomy erscheint.
Die sich verschiebenden Platten der Erde gestalten die Oberfläche ständig um, wenn Teile der Kruste miteinander kollidieren, um Gebirge zu bilden und lokalen Vulkanismus auszulösen. Die Venus besitzt mehr Vulkane als jeder andere Planet im Sonnensystem, aber hat nur eine durchgehende Platte als Oberfläche. Mehr als 80.000 Vulkane – 60 Mal mehr als auf der Erde – haben eine wichtige Rolle bei der Erneuerung der Planetenoberfläche durch Lavafluten gespielt, was bis zum heutigen Tag anhalten könnte. Frühere Simulationen scheiterten an der Erschaffung von Szenarien, die diesen Intensitätsgrad des Vulkanismus unterstützen.
“Unsere letzten Modelle zeigen, dass langlebiger Vulkanismus durch frühe, energiereiche Kollisionen auf der Venus eine schlüssige Erklärung für ihr junges Oberflächenalter bietet”, sagte Professor Jun Korenaga von der Yale University, ein Co-Autor der Studie. “Diese gewaltige Vulkanaktivität wird durch einen superheißen Kern gespeist, was in intensiven inneren Schmelzprozessen resultiert.”
Die Erde und die Venus entstanden in der gleichen Umgebung im Sonnensystem, als feste Materialien miteinander kollidierten und langsam zusammenfanden, um die beiden Gesteinsplaneten zu bilden. Die geringen Unterschiede bei den Abständen der Planeten zur Sonne veränderten ihre Einschlaggeschichten, vor allem die Anzahl und die Folgen dieser Ereignisse. Diese Unterschiede rühren daher, dass die Venus näher an der Sonne liegt und sie schneller umkreist, was die Einschlagbedingungen energiereicher macht. Außerdem wird kollisionsbedingtes Wachstum normalerweise von Fragmenten dominiert, die ihren Ursprung jenseits der Erdumlaufbahn haben, was höhere orbitale Exzentrizitäten erfordert, um mit der Venus zu kollidieren und nicht mit der Erde. Das wiederum führt zu stärkeren Einschlägen.
“Höhere Einschlaggeschwindigkeiten schmelzen mehr Silikate – bis zu 82 Prozent des Mantels der Venus”, sagte Dr. Raluca Rufu, eine Sagan-Stipendiatin und Co-Autorin vom SwRI. “Das produziert einen gemischten Mantel aus geschmolzenen Materialien, die global verteilt werden, sowie einen superheißen Kern.”
Wenn Einschläge auf der Venus eine deutlich höhere Geschwindigkeit hatten als auf der Erde, könnten wenige große Einschläge völlig andere Folgen mit wichtigen Auswirkungen für die nachfolgende geophysikalische Entwicklung gehabt haben. Das fachübergreifende Team kombinierte Expertenwissen über großräumige Kollisionsmodellierung und geodynamische Prozesse, um die Folgen jener Kollisionen für die langfristige Entwicklung der Venus zu beurteilen.
“Die inneren Bedingungen der Venus sind nicht gut bekannt und vor Berücksichtigung der Rolle energiereicher Einschläge erforderten die geodynamischen Modelle spezielle Bedingungen, um die intensive Vulkantätigkeit zu erreichen, die wir auf der Venus sehen”, sagte Korenaga. “Wenn man die energiereichen Einschlagszenarien erst einmal in das Modell eingepflegt hat, berechnet es leicht die ausgedehnte und intensive vulkanische Aktivität, ohne dass man viel an den Parametern verändern muss.”
Der Zeitpunkt dieser neuen Erklärung kommt zur rechten Zeit. Im Jahr 2021 genehmigte die NASA zwei neue Venusmissionen namens VERITAS und DAVINCI; die European Space Agency (ESA) plant eine Mission namens EnVision.
” Das Interesse an der Venus ist jetzt hoch”, sagte Marchi. “Diese Ergebnisse werden mit den kommenden Missionen zusammenspielen und die Missionsdaten könnten helfen, die Ergebnisse zu bestätigen.”
Die Studie mit dem Titel “Long-lived volcanic resurfacing of Venus driven by early collisions” erscheint im Journal Nature Astronomy.
Quelle
(THK)
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