Dank Beobachtungen des SOIR-Instruments (Solar Occultation in the Infrared) an Bord der ESA-Raumsonde Venus Express haben Forscher einen unerwarteten Anstieg der Häufigkeit von zwei Wassermolekülvarianten – H2O und HDO – und ihres Verhältnisses HDO/H2O in der Mesosphäre der Venus entdeckt. Dieses Phänomen stellt unser Verständnis der Wassergeschichte auf der Venus in Frage und lässt vermuten, dass sie in der Vergangenheit einst bewohnbar war.
Derzeit ist die Venus ein trockener, lebensfeindlicher Planet. Der Druck auf der Venus ist fast 100 Mal höher als auf der Erde und die Temperatur liegt bei 460 Grad Celsius. Ihre Atmosphäre, die von dicken Wolken aus Schwefelsäure und Wassertröpfchen bedeckt ist, ist extrem trocken. Das meiste Wasser befindet sich unter und in diesen Wolkenschichten. Möglicherweise gab es auf der Venus aber einst genauso viel Wasser wie auf der Erde.
„Die Venus wird wegen ihrer ähnlichen Größe oft als Zwilling der Erde bezeichnet“, erklärte Hiroki Karyu von der Tohoku University. „Trotz der Ähnlichkeiten zwischen den beiden Planeten hat sie sich anders entwickelt. Im Gegensatz zur Erde herrschen auf der Venus extreme Oberflächenbedingungen.“
Die Untersuchung der Häufigkeiten von H2O und seinem deuteriumhaltigen Gegenstück HDO gibt Aufschluss über die Wassergeschichte der Venus. Es wird allgemein vermutet, dass die Venus und die Erde ursprünglich ein ähnliches HDO/H2O-Verhältnis hatten. Das in der Hauptatmosphäre der Venus (unterhalb von 70 km) beobachtete Verhältnis ist jedoch 120-mal höher, was auf eine erhebliche Deuteriumanreicherung im Laufe der Zeit hinweist. Diese Anreicherung ist in erster Linie auf die Sonnenstrahlung zurückzuführen, die Wasserisotopologe in der oberen Atmosphäre aufspaltet und dabei Wasserstoff- (H) und Deuteriumatome (D) erzeugt. Da H-Atome aufgrund ihrer geringeren Masse leichter in den Weltraum entweichen, steigt das HDO/H2O-Verhältnis allmählich an.
Um herauszufinden, wie viel Wasserstoff und Deuterium in den Weltraum entweichen, müssen die Wasserisotopologe in Höhen gemessen werden, in denen das Sonnenlicht sie aufspalten kann, was über den Wolken in Höhen von mehr als 70 km der Fall ist. Die Studie ergab zwei überraschende Ergebnisse: Die Konzentrationen von H2O und HDO nehmen in der Höhe zwischen 70 und 110 km langsam zu, und das HDO/H2O-Verhältnis steigt in diesem Bereich um eine Größenordnung an und erreicht Werte, die mehr als 1.500 Mal höher sind als in den Ozeanen der Erde.
Ein vorgeschlagener Mechanismus zur Erklärung dieser Ergebnisse betrifft das Verhalten von Schwefelsäurehydrat-Aerosolen (H2SO4). Diese Aerosole bilden sich direkt über den Wolken, wo die Temperaturen unter den Taupunkt von Schwefelwasserstoff fallen, was zur Bildung von mit Deuterium angereicherten Aerosolen führt. Diese Partikel steigen in größere Höhen auf, wo sie aufgrund der höheren Temperaturen verdampfen und dabei einen größeren Anteil an HDO im Vergleich zu H2O freisetzen. Der Dampf wird dann nach unten transportiert, wodurch der Zyklus erneut beginnt.
In der Studie werden zwei wichtige Punkte hervorgehoben: Erstens spielen die Höhenunterschiede eine wesentliche Rolle bei der Lokalisierung der Deuterium- und Wasserstoffvorkommen. Zweitens steigert das erhöhte HDO/H2O-Verhältnis letztendlich die Deuteriumfreisetzung, was sich auf die langfristige Entwicklung des Deuterium/Wasserstoffverhältnisses auswirkt. Diese Ergebnisse regen dazu an, höhenabhängige Prozesse in die Modelle einzubeziehen, um genaue Vorhersagen über die Deuterium/Wasserstoffentwicklung zu treffen.
Das Verständnis der Entwicklung der Bewohnbarkeit und der Wassergeschichte der Venus wird uns helfen, die Faktoren zu verstehen, die einen Planeten bewohnbar machen. Mit dem Wissen können wir vermeiden, dass die Erde in die Fußstapfen ihres Zwillings tritt.
Diese Ergebnisse wurden am 12. August 2024 in den Proceedings of National Academy of Sciences veröffentlicht.
(THK)
Nur wegen des nicht so gewaltigen Größenunterschiedes die Venus ein „Zwilling“ der Erde? Mit Verlaub, da komme ich mir für dumm verkauft vor. Die Verhältnisse auf der Venus unterschieden und unterscheiden sich gewaltigst von denen auf der Erde, hier hinkt doch jeder Vergleich. Auch der abschließende Satz „Mit dem Wissen können wir vermeiden, dass die Erde in die Fußstapfen ihres Zwillings tritt.“ ist blanker Blödsinn! Was soll dem Leser hier verkauft werden?
Im Artikel steht, dass sie oft so bezeichnet wird. Allerdings wird auch erklärt, dass es eben große Unterschiede gibt hinsichtlich ihrer Atmosphäre und Entwicklung. Der letzte Absatz bezieht sich auf die Erforschung des Treibhauseffekts, der die Venus zu dem lebensfeindlichen Planet machte, der sie heute ist. Je besser man die Prozesse versteht, desto besser kann man auf der Erde gegensteuern.