Venus im Pelz

Temperaturverteilung in der Venus und Mobilisierung der Oberfläche. Grafik: DLR.

Die heiße Venus-Atmosphäre könnte das Innere des Planeten abkühlen

Die Hitze der Venus-Atmosphäre, verursacht durch einen extremen Treibhauseffekt, könnte einen kühlenden Effekt auf das Innere des Planeten besitzen. Diese scheinbar widersprüchliche Theorie basiert auf Berechnungen eines neuen Modells beim European Planetary Science Congress (EPSC), der am 21. September in Rom stattfand.

"Seit einigen Jahrzehnten wissen wir von der großen Menge an Treibhausgasen in der Venus-Atmosphäre, die für die enorme Oberflächentemperatur des Planeten verantwortlich sind", so Lena Noack von der Deutschen Luft- und Raumfahrtgesellschaft (DLR) in Berlin, die die Autorin der Studie ist. "Das Kohlendioxid und andere Treibhausgase, die für die hohen Temperaturen verantwortlich sind, sind durch Tausende Vulkanausbrüche in der Vergangenheit des Planeten in die Atmosphäre gelangt. Die andauernde Hitze - sie wird heute planetenweit auf etwa 470 Grad Celsius geschätzt - könnte in der Vergangenheit sogar noch weit größer gewesen sein und wie in einem Teufelskreis sogar noch weitere Vulkanausbrüche nach sich gezogen haben."

3D-Perspektive auf den Venus-Vulkan "Maat Mons", generiert aus Radardaten der NASA-Mission "Magellan". Foto: NASA.

Aber an einem bestimmten Zeitpunkt, so die Astronomin, wurde dieser Prozess umgekehrt. Die hohen Temperaturen haben die Planetenkruste in Bewegung versetzt, woraus ein kühlender Effekt resultierte, der schließlich den gesamten Mantel des Planeten abgekühlt hat und die Vulkanaktivität sinken ließ. "Daraus ergab sich dann eine niedrigere Oberflächentemperatur, die vergleichbar mit der heutigen Temperatur auf der Venus ist - und die Bewegungen der Planetenoberfläche stoppten."

Die Quelle des Magmas, oder des geschmolzenen Felsmaterials, und die vulkanischen Gase befinden sich tief im Mantel der Venus. Der Zerfall der radioaktiver Elemente, die von der Entstehung der Planeten im Sonnensystem herrühren, und die bei der Venus-Entstehung entstandene im inneren des Planeten gespeicherte Hitze, erzeugen genügend hohe Temperaturen, um die Silikat-, Eisen- und Magnesium-reiche Magma im oberen Mantel flüssig zu halten.

Das geschmolzene Gestein besitzt ein größeres Volumen und sind leichter als das es umgebenden feste gleichartige Gestein. Deshalb steigt die Magma nach oben und bricht zeitweise durch die feste Planetenkruste, wobei Lava und Gase (Kohlendioxid, Wasserdampf und Schwefeldioxid - allesamt "Treibhausgase") auf die Oberfläche und in die Atmosphäre gelangen.

Je mehr Treibhausgase vorhanden sind, desto heißer die Atmosphäre - was möglicherweise wieder zu größerer Vulkanaktivität führt. Um herauszufinden, ob dieser Kreislaufprozess vielleicht irgendwann zu einer rotglühenden Venus führt, haben Lena Noack und ihre Co-Autorin Doris Breuer als erste ein Modell erstellt, bei dem die heiße Atmosphäre an ein 3D-Modell des Planeteninneren "gekoppelt" ist. Anders als hier auf der Erde haben die hohen Temperaturen auf unserem Nachbarplaneten einen wesentlich stärkeren Effekt an ihrer Berührungsfläche mit der Oberflächen-Gesteinsschicht, welche sie weitgehend aufheizen.

"Interessanterweise wird die Planetenoberfläche, während die Temperatur steigt ,nämlich ‚mobilisiert' und der Isolationseffekt der Planetenkruste verringert sich", so Noack. "Der Mantel der Venus verliert viel von seiner Wärmeenergie nach außen; es ist ein wenig wie, wenn man einen Mantel öffnet: Das Innere der Venus kühlt plötzlich ab und seine Vulkanaktivität lässt nach." Das Modell der Berliner zeigt, dass nach den heißen, vulkanischen Ären die Verlangsamung des Vulkanismus zu einem starken Absinken der Temperatur der Atmosphäre führt.

Die Berechnungen der Geophysiker haben aber noch ein weiteren interessantes Resultat ergeben: Der Prozess des Wiederauftauchens der Vulkane finden zu unterschiedlichen Zeiten und an verschiedenen Orten statt. Wenn sich die Atmosphäre abkühlt, stoppt die Oberflächen-Bewegung, aber es gibt trotzdem immer noch ein paar aktive Vulkane, durch die an einigen Stellen Lava an die Oberfläche gelangt. Einige Vulkane könnten sogar heute noch aktiv sein, was zu den kürzlich erbrachten Messergebnissen der "Venus Expresse"-Mission der ESA passen könnte. Diese hatte einige "heiße Punkte" oder ungewöhnlich hohe Oberflächentemperaturen an Orten gemessen, von denen man dachte, dort befänden sich lediglich längst erloschene Vulkane. Bislang sind keine "smoking guns" oder aktiven Vulkane auf der Venus gefunden worden - aber es wäre nicht ungewöhnlich, wenn "Venus Express" oder spätere Missionen erste aktive Vulkane auf dem Planeten fänden. (Stefan Höltgen)

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