Heute hat die Venus eine trockene, sauerstoffarme Atmosphäre. Jüngste Studien haben jedoch vorgeschlagen, dass der frühe Planet flüssiges Wasser und reflektierende Wolken gehabt haben könnte, die bewohnbare Bedingungen hätten aufrechterhalten können. Forscher der University of Chicago, Department of Geophysical Sciences, haben ein neues zeitabhängiges Modell der atmosphärischen Zusammensetzung der Venus erstellt, um diese Behauptungen zu untersuchen. Ihre Ergebnisse wurden in der veröffentlicht Proceedings of the National Academy of Sciences.
Wasser ist überall in unserem Sonnensystem, normalerweise in Form von Eis oder atmosphärischem Gas, gelegentlich aber auch in flüssiger Form. Auf allen Planeten, vielen Monden, vom äußeren Ring des inneren Asteroidengürtels bis zum eisigen Kuipergürtel und weit draußen bis zur weit entfernten Oortschen Wolke, zwei Lichtjahre entfernt, gibt es Wasser.
Venus ist ein heißer, trockener, felsiger Planet, etwas kleiner als unser eigener, mit nur Spuren von Wasserdampf in seiner dicken CO2-Atmosphäre, und frühere Studien haben versucht, seine atmosphärische Vergangenheit zu modellieren. Je nachdem, wie die bisherigen Modelle gebaut wurden, ergeben sich drastisch unterschiedliche Klimabilder.
Die Venus war möglicherweise schon immer ein unbewohnbares heißes Chaos, das seinen Sauerstoff während der Kristallisation seines Magmaozeans durch Absorption verlor und niemals flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche bildete. Ohne irgendeine Möglichkeit, Kohlenstoff zu binden, hüllte das ständig zunehmende atmosphärische CO2 den Planeten in eine dicke, schwere Decke, was zu einem gegenwärtigen atmosphärischen Druck an der Oberfläche führte, der 92-mal höher ist als auf der Erde, wodurch die Venus heißer als Merkur wurde, obwohl sie doppelt so weit von der Sonne entfernt war. Selbst ein eventueller Beschuss durch eisige Kometen würde nicht ausreichen, um das Wasser an der Oberfläche zu halten.
Andererseits deuten andere Modelle darauf hin, dass die Venus im frühen Sonnensystem, als die Sonneneinstrahlung um 30 % geringer war, möglicherweise noch vor 700 eine moderate Oberflächentemperatur mit einer viel dünneren Atmosphäre und flüssigen Wassermassen auf ihrer Oberfläche – vielleicht Ozeanen – hatte vor Millionen Jahren, bevor ein außer Kontrolle geratener Treibhauseffekt es weggekocht hat.
Die Forscher der University of Chicago entschieden sich, der Frage mit einem eigenen Modell nachzugehen. Sie wählten den einzigartigen Ansatz, zunächst anzunehmen, dass es einmal einen Ozean mit einem bewohnbaren Klima gab, das Computermodell mit einer Vielzahl unterschiedlicher Meeresspiegel zu füllen und diese Ozeane durch drei verschiedene Prozesse der Verdunstung und des Sauerstoffentzugs zu führen. Sie ließen das Modell mit drei verschiedenen zeitabhängigen Startpunkten insgesamt 94.080 Mal laufen, mit einem Bewertungssystem, das es ihnen ermöglichte, die Läufe mit Ergebnissen zu identifizieren, die der tatsächlichen heutigen Atmosphäre der Venus am nächsten kamen.
Nach den in veröffentlichten Studienergebnissen PNAS, von 94.080 Läufen, waren nur wenige hundert in Reichweite der tatsächlichen Venusatmosphäre, die wir heute sehen. Die hypothetischen bewohnbaren Epochen auf der Venus mussten vor 3 Milliarden Jahren mit einer maximalen Meerestiefe von 300 Metern über ihre gesamte Oberfläche (Gesamthydrosphäre) enden. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Venus für mehr als 70 % ihrer Geschichte unbewohnbar war, viermal länger als einige frühere Schätzungen.
Wissenschaftler sind ziemlich zuversichtlich, dass flüssiges Wasser auf einem felsigen Planeten für die Existenz von Leben benötigt wird, da wir ein Beispiel für Leben auf einem feuchten felsigen Planeten haben und nichts anderes, mit dem wir es vergleichen könnten. Es wird angenommen, dass das Leben auf der Erde laut Fossilienbestand vor etwa 3,5 bis 4 Milliarden Jahren begann und noch weiter zurückreicht bis vor etwa 4,5 Milliarden Jahren, wenn man die molekulare Uhr der Evolution schätzt. Wenn die Venus vor 3 Milliarden Jahren flüssiges Wasser auf ihrer Oberfläche gehabt hätte, hätte sie auch Leben beherbergen können.
Mehr Informationen:
Alexandra O. Warren et al., Enger Bereich früher bewohnbarer Venus-Szenarien, die durch Modellierung von Sauerstoffverlust und radiogener Argon-Entgasung zulässig sind, Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI: 10.1073/pnas.2209751120
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