Solar System

Vor etwa 30 Jahren hat die Magellan-Mission der NASA auf der Venus „das Buch abgeschlossen“. Nun glaubt eine neue Generation von Astronomen, dass der Nachbarplanet eine zweite Chance verdient.

Die trostlose Oberfläche der Venus, wie sie von den NASA-Orbitern Magellan und Pioneer Venus auf Radar kartiert wurde. NASA

Präsentationen auf der Lunar and Planetary Science Conference konzentrieren sich normalerweise auf Mond, Mars, Asteroiden und Kometen. Aber beim diesjährigen Symposium war stattdessen ein ganzer Tag mit Vorträgen der Venus gewidmet. Warum ist der „böse Zwilling“ der Erde gerade so heiß?

Das inoffizielle Ende des Venus-Programms der NASA nach Abschluss der Magellan-Mission war teils reaktionäre Enttäuschung, teils praktischer Natur. Statt eines Urdschungels voller außerirdischem Leben hatten wir eine unpassierbare, karge Höllenlandschaft vorgefunden. Abteilungen auf der ganzen Welt haben ihren Fokus auf den Mars verlagert, denn obwohl er weiter entfernt ist, ist es ein viel einfacherer Planet, ihn zu besuchen und zu studieren.

In letzter Zeit ist das Interesse an der Venus jedoch wieder gestiegen. Dies ist zum Teil auf neue hochauflösende Daten von Venus Express der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und des japanischen Akatsuki-Orbiters und zum Teil auf das Interesse der Exoplaneten-Community zurückzuführen. Fortschritte in der Materialwissenschaft ermöglichen es der Elektronik, die heißen und sauren Bedingungen der Venus länger zu überstehen, wodurch In-situ-Missionen machbarer werden.

Inmitten dieser Entwicklungen haben Astronomen am Anfang ihrer Karriere begonnen, die höllische Umgebung unseres bösen Nachbarn als Vorteil zu sehen: ein Rätsel, das nach Lösung schreit. Die Liste der Venus-Missionen, die kürzlich von NASA, ISRO und ESA genehmigt und von privaten Einrichtungen geplant wurden, spiegelt dieses wiedererstarkte Interesse wider und verspricht, eine Vielzahl offener Fragen zu beantworten.

Der diesjährige „Venus Day“ am LPSC gibt einen guten Ausblick auf die verschiedenen Themen der Geologie, Seismologie und Atmosphärenforschung, die Planetenforscher in den kommenden Jahren zu erforschen hoffen. Hier ist eine kurze, nicht umfassende Auswahl der vorgestellten Forschung. Einige der Studien wurden von Experten begutachtet, andere befinden sich in früheren Entwicklungsstadien.

Hatte die Venus Ozeane?

Die Venus ist derzeit unwirtlich: Es scheint unwahrscheinlich, dass irgendeine Form von Leben, selbst Extremophile, dort jetzt überleben könnte. Einige Klimamodelle deuten jedoch darauf hin, dass unser Nachbarplanet möglicherweise erst vor 700 Millionen Jahren bewohnbar war.

Wenn das stimmt, sollten Hinweise in seiner Atmosphäre bleiben. Alte Ozeane zum Beispiel hätten verdunsten müssen, da der Planet jetzt trocken ist. Wenn Wassermoleküle von einem Planeten verdunsten, entweicht Wasserstoff leicht in den Weltraum, während schwererer Sauerstoff haften bleibt. Wir sehen keine signifikante Menge an Sauerstoff in der Atmosphäre, aber Sasha Warren (University of Chicago) und Kollegen vermuten, dass der Planet seinen Sauerstoff zwischen den Basalten von Lavaströmen versteckt haben könnte. Ihr Modell der atmosphärischen Geschichte der Venus eröffnet die Möglichkeit, dass dort einst Oberflächenwasser existierte.

„Es ist möglich, dass der Sauerstoff mit dem Basaltgestein an der Oberfläche reagiert hat“, sagt Warren. „Basalt enthält viel Eisen, und Eisen kann oxidiert werden und möglicherweise blockieren [oxygen] in Mineralien in der Kruste. Das könnte der Grund sein, warum wir es heute nicht in der Atmosphäre sehen.“

Während oxidiertes Gestein wahrscheinlich inzwischen in die Kruste eingetaucht wäre und sich somit einer direkten Erkennung entziehen würde, könnten zukünftige Missionen indirekte Signaturen der Geschichte der Oberfläche erkennen.

Venus-OzeaneForscher diskutieren immer noch, ob die alte Venus Ozeane beherbergte und wie tief sie gewesen sein könnten.NASA

Eine andere Studie legt jedoch nahe, dass die Venus überhaupt nie viel Wasser hatte. Cedric Gillmann (Rice University) und seine Kollegen bauten ein Computermodell, um die Vergangenheit des Wassers auf dem Planeten zu erforschen: wann und wie viel geliefert wurde und wohin es ging. Das Modell umfasst Möglichkeiten, wie Wasser auf die Oberfläche des Planeten gelangt, wie etwa vulkanische Ausgasungen und die Lieferung über Kometen, sowie mehrere Möglichkeiten, wie Wasser aus der Atmosphäre entweicht.

Die relative Einfachheit des venusianischen Gasaustauschs im Vergleich zur Erde ermöglichte es dem Team, die Uhr zurückzudrehen und auf die unbeständige Geschichte des Planeten zu schließen, sagt Gillmann.

Ihre Berechnungen deuten letztendlich darauf hin, dass die Venus, wenn sie alte Ozeane hatte, nur ein Zehntel des Wassers trug, das die Ozeane der Erde heute haben.

Sind Venus-Tesserae alt oder jung?

Ein weiterer Schwerpunkt des erneuten Interesses ist eine Art venusianisches Terrain, das als Tesserae bekannt ist. Einige haben vorgeschlagen, dass diese Regionen aus deformiertem, gefaltetem Gestein die älteste erhaltene Kruste auf der Venus darstellen. Als solche könnten sie Aufschluss darüber geben, welche globale(n) Katastrophe(n) die Venus in ihrer Vergangenheit erlitten hat.

Aber eine neue Studie, die von Paul Byrne (Washington University in St. Louis) geleitet wird, behauptet, dass einige Tesserae-Formationen geologisch vor kurzem stattgefunden haben könnten – und sogar andauern könnten.

Tessera auf der VenusDieses Radarbild zeigt Alpha Regio auf der Venus. Der helle Bereich des Bildes ist das stark deformierte Terrain, bekannt als tessera.NASA / JPL

Dies wäre überraschend, da Erde und Venus gleich alt und ähnlich zusammengesetzt sind, der Mantel unseres Planeten jedoch seit mindestens der Jurazeit keine großflächigen Formationen wie Steinchen aufweist.

Byrnes Team analysierte große Schwaden von Oberflächenradarbildern und kam zu dem Schluss, dass sich Steinchen zumindest in einigen Regionen nicht vom umgebenden Gelände zu unterscheiden scheinen; tatsächlich scheinen sie Teil einer kontinuierlichen Abstufung zu sein. Zum Beispiel: Die Ausrichtung bestimmter Merkmale um Ovda Regio verläuft parallel zum tektonischen Gefüge des dortigen Mosaiksteins, was bedeutet, dass es keine erkennbare Grenze zwischen ihnen gibt.

Diese Beobachtung ist problematisch für unser derzeitiges Verständnis darüber, wie sich Gebiete mit glatten Ebenen, geriffelten Ebenen und Steinchen im Laufe der Zeit bilden.

Wir wissen auch nichts über die Zusammensetzung von Steinchen, was bei der Datierung geologischer Formationen ziemlich wichtig ist. Diese neue Analyse und die Tatsache, dass wir eigentlich nicht wissen, woraus Mosaiksteinchen bestehen, stellen die Annahme in Frage, dass sie universell alt sind. Aber warum sollte die Venus als „geologisch jünger“ als die Erde erscheinen?

Teammitglied Richard Ghail (Royal Holloway University of London) erklärt: „Die Venus kühlt möglicherweise weniger effizient, weil sie bei 450 Grad Celsius effektiv unter einer Decke sitzt“, sagt er. Die Plattentektonik, die nur auf der Erde vorkommt, ist auch viel effizienter bei der Rückgewinnung von Wärme aus dem Kern, fügt er hinzu.

Die am LPSC vorgestellten Forschungsstudien machen deutlich, dass selbst die grundlegendsten Fragen zur Geschichte der Venus noch weit offen sind. Hatte die antike Venus einst Wasser? Oder sogar Ozeane? Können aktuelle Oberflächenformationen Licht in die Vergangenheit des Planeten bringen? Dies sind Fragen, die zukünftige Missionen zu unserem Schwesterplaneten beantworten helfen werden.


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