Die Venus könnte einen flachen Flüssigwasser-Ozean und bewohnbare Oberflächentemperaturen für bis zu 2 Milliarden Jahre ihrer frühen Geschichte gehabt haben, so eine Computermodellierung des alten Klimas des Planeten durch Wissenschaftler des Goddard Institute for Space Studies (GISS) der NASA in New York.

Die Ergebnisse, die diese Woche in der Fachzeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht wurden, wurden mit einem Modell erzielt, das demjenigen ähnelt, das für die Vorhersage künftiger Klimaveränderungen auf der Erde verwendet wird.

„Viele der gleichen Werkzeuge, die wir für die Modellierung von Klimaveränderungen auf der Erde verwenden, können angepasst werden, um das Klima auf anderen Planeten, sowohl in der Vergangenheit als auch in der Gegenwart, zu untersuchen“, sagte Michael Way, ein Forscher am GISS und Hauptautor der Studie. „Diese Ergebnisse zeigen, dass die alte Venus ein ganz anderer Ort gewesen sein könnte als heute.“

Die Venus ist heute eine höllische Welt. Sie hat eine erdrückende Kohlendioxidatmosphäre, die 90 Mal so dick ist wie die der Erde. Es gibt fast keinen Wasserdampf. Die Temperaturen erreichen an der Oberfläche 864 Grad Fahrenheit (462 Grad Celsius).

Wissenschaftler vermuten seit langem, dass die Venus aus ähnlichen Bestandteilen wie die Erde entstanden ist, aber einen anderen Entwicklungsweg genommen hat. Messungen der Pioneer-Mission der NASA zur Venus in den 1980er Jahren deuteten erstmals darauf hin, dass die Venus ursprünglich einen Ozean besessen haben könnte. Die Venus ist jedoch näher an der Sonne als die Erde und erhält viel mehr Sonnenlicht. Infolgedessen verdampfte der frühe Ozean des Planeten, die Wasserdampfmoleküle wurden durch ultraviolette Strahlung zersetzt, und Wasserstoff entkam ins All. Da es auf der Oberfläche kein Wasser mehr gab, sammelte sich Kohlendioxid in der Atmosphäre an, was zu einem so genannten unkontrollierten Treibhauseffekt führte, der die heutigen Bedingungen schuf.

Vorangegangene Studien haben gezeigt, dass die Geschwindigkeit, mit der sich ein Planet um seine Achse dreht, Einfluss darauf hat, ob er ein bewohnbares Klima hat. Ein Tag auf der Venus entspricht 117 Erdtagen. Bis vor kurzem ging man davon aus, dass eine dichte Atmosphäre wie die der heutigen Venus erforderlich ist, damit der Planet die heutige langsame Rotationsgeschwindigkeit aufweist. Neuere Forschungen haben jedoch gezeigt, dass eine dünne Atmosphäre wie die der modernen Erde das gleiche Ergebnis hervorgebracht haben könnte. Das bedeutet, dass eine antike Venus mit einer erdähnlichen Atmosphäre die gleiche Rotationsrate wie die heutige gehabt haben könnte.

Ein weiterer Faktor, der das Klima eines Planeten beeinflusst, ist die Topographie. Das GISS-Team geht davon aus, dass die alte Venus insgesamt mehr trockenes Land hatte als die Erde, insbesondere in den Tropen. Das begrenzt die Wassermenge, die aus den Ozeanen verdunstet, und damit auch den Treibhauseffekt durch Wasserdampf. Diese Art von Oberfläche scheint ideal zu sein, um einen Planeten bewohnbar zu machen; es scheint genügend Wasser vorhanden gewesen zu sein, um reichlich Leben zu unterstützen, mit ausreichend Land, um die Empfindlichkeit des Planeten gegenüber Veränderungen durch das einfallende Sonnenlicht zu verringern.

Way und seine GISS-Kollegen simulierten die Bedingungen einer hypothetischen frühen Venus mit einer Atmosphäre, die der der Erde ähnelt, einem Tag, der so lang ist wie der heutige auf der Venus, und einem flachen Ozean, der mit den frühen Daten der Pioneer-Sonde übereinstimmt. Die Forscher fügten Informationen über die Topographie der Venus hinzu, die aus Radarmessungen der Magellan-Mission der NASA in den 1990er Jahren stammten, und füllten das Tiefland mit Wasser, während das Hochland als venusischer Kontinent sichtbar blieb. In der Studie wurde auch eine alte Sonne berücksichtigt, die bis zu 30 Prozent schwächer war. Trotzdem erhielt die alte Venus immer noch etwa 40 Prozent mehr Sonnenlicht als die Erde heute.

„In der Simulation des GISS-Modells setzt die langsame Drehung der Venus ihre Tagseite fast zwei Monate lang der Sonne aus“, sagte Mitautor und GISS-Wissenschaftler Anthony Del Genio. „Dies erwärmt die Oberfläche und erzeugt Regen, der eine dicke Wolkenschicht bildet, die wie ein Regenschirm wirkt und die Oberfläche vor einem Großteil der Sonnenerwärmung abschirmt.

Die Forschungsarbeiten wurden im Rahmen des NASA-Programms „Planetary Science Astrobiology“ im Rahmen des Programms „Nexus for Exoplanet System Science“ (NExSS) durchgeführt, das die Suche nach Leben auf Planeten, die andere Sterne umkreisen, oder Exoplaneten, durch die Kombination von Erkenntnissen aus den Bereichen Astrophysik, Planetenforschung, Heliophysik und Erdwissenschaften beschleunigen soll. Die Ergebnisse haben direkte Auswirkungen auf künftige NASA-Missionen wie den Transiting Exoplanet Survey Satellite und das James Webb Space Telescope, die versuchen werden, mögliche bewohnbare Planeten aufzuspüren und ihre Atmosphären zu charakterisieren.

Verwandte Links

• Lesen Sie die Veröffentlichung in Geophysical Research Letters
• NASA GISS‘ NExSS-Aktivitäten
• NASA GISS-Website