Die arme alte Venera 9, der Venus-Lander der Sowjetunion, trennte sich von seinem Orbiter und machte am 22. Oktober 1975 einen heißen, heftigen Abstieg durch die dichte Atmosphäre der Venus, wobei er hart auf einem kreisförmigen Schild landete, das dazu bestimmt war, den Aufprall zu zerbrechen und zu absorbieren. Es überlebte die intensiven Oberflächenbedingungen nur 53 Minuten lang und übermittelte Daten zu Wolken, Lichteinstrahlung, Temperatur und atmosphärischer Chemie sowie das erste Bild, das jemals von der Oberfläche eines anderen Planeten aufgenommen wurde. Und dann starb es. Aber seine Ergebnisse waren bedeutsam, weil Venus und Erde ähnliche terrestrische Planeten sind, von denen angenommen wird, dass sie durch ähnliche Prozesse entstanden sind.
Es ist fair zu sagen, dass, obwohl Erde und Venus Geschwister sind, mit vergleichbarer Größe und Zusammensetzung, sie sich in ihrem Charakter stark unterscheiden, die Dennis und Randy Quaid des inneren Sonnensystems. (Venus ist in dieser Analogie nicht Dennis.) Die Erde beherbergt Bedingungen, die dem Leben zugänglich sind; Im Gegensatz dazu ist die Beschreibung der Venus als unwirtlich eine urkomische Untertreibung.
Die Atmosphäre der Venus, der dichteste und heißeste der vier terrestrischen Planeten, besteht hauptsächlich aus Kohlendioxid mit einem Druck an der Oberfläche, der etwa das 92-fache des atmosphärischen Drucks auf Meereshöhe auf der Erde beträgt. Die mittlere Planetentemperatur liegt bei etwa 464 Grad Celsius (867 Grad Fahrenheit). Ziemlich schlimm! Und obwohl es keinen Mond hat, würden die dichten Wolken aus Schwefelsäure, die den gesamten Planeten einhüllen, jeden idyllischen nächtlichen Blick versperren, selbst wenn er einen hätte.
Eine andere Eigenschaft, die die Venus mit der Erde teilt, ist jedoch, dass sie innere Wärme in den Weltraum abgibt. Geologen wissen, dass die Plattentektonik den inneren Wärmeverlust auf der Erde vorantreibt und Wärme an den Stellen abstrahlt, an denen sich die Platten auseinanderziehen, aber über die innere Dynamik der Venus ist wenig bekannt.
Jetzt haben Forscher des Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Kalifornien, eine Analyse der Daten durchgeführt, die in den 1990er Jahren von der Raumsonde Magellan gesammelt wurden, um die Dicke der Kruste auf der Venus zu berechnen. Ihre Ergebnisse zeigen, dass Erde und Venus trotz ihrer sehr unterschiedlichen Persönlichkeiten einen vergleichbaren Wärmefluss und eine ähnliche lithosphärische Dicke aufweisen; Dies schränkt die Evolution und die innere Dynamik der Venus ein. Die Ergebnisse werden in veröffentlicht Natur Geowissenschaften.
Die Erde hat bewegliche tektonische Platten, die herumgleiten, zusammenstoßen und sich trennen, was einen effizienten Wärmeverlust ermöglicht. Frühere Modelle deuteten darauf hin, dass die Venus entweder eine lithosphärische Situation mit „stagnierendem Deckel“ hatte – im Grunde eine unbewegliche, kalte Lithosphäre, die den gesamten Planeten bedeckt – oder einen „episodischen Deckel“, bei dem ein instabiler stagnierender Deckel gelegentlich in tektonische Aktivität ausbricht. Neuere Modelle und Datenanalysen unterstützen diese Vorschläge jedoch nicht. Stattdessen schlagen die JPL-Forscher ein „squishy-lid“-Modell mit aktiver lithosphärischer Biegung vor.
Die Forscher berechneten die Dicke der Lithosphäre, indem sie die Biegung innerhalb von Oberflächenformationen maßen, die Coronae genannt werden, quasi kreisförmige Merkmale, die durch geologische und vulkanische Aktivität gebildet wurden. Unter Verwendung von Magellan-Altimetriedaten bestimmten sie die durchschnittliche Dicke der Lithosphäre von 75 Orten innerhalb von 65 Koronen: 11 ± 7 Kilometer; aus dieser Zahl errechnen sie einen durchschnittlichen Wärmestrom von der Venus, der höher ist als der Durchschnitt der Erde, aber ähnlich den Werten, die an sich aktiv ausdehnenden tektonischen Gebieten gemessen werden.
Die Autoren schreiben: „Unsere Analyse identifiziert wahrscheinliche Bereiche aktiver Ausdehnung und legt nahe, dass die Venus eine erdähnliche lithosphärische Dicke und globale Wärmeflussbereiche hat. aufdringlicher Magmatismus und Delaminierung zur Erhöhung des Wärmeflusses.“
Dies ist interessant, da viele Forscher glauben, dass die durch Plume induzierte Subduktion der Ursprung der Plattentektonik der Erde ist und die Venus daher während des Archäischen Äons vor 4 bis 2,5 Milliarden Jahren analog zur Erde sein könnte. Während des Archaeon war der Wärmefluss der Erde etwa dreimal so hoch wie heute, und obwohl der Planet von Wasser bedeckt war, war er viel heißer.
Insgesamt stellen die Autoren fest, dass das Squishy-Lid-Modell gut zu anderen Beobachtungen passt, die eine begrenzte Oberflächenmobilität, intrusiven Magmatismus, lithosphärische Delaminierung (bei der ein Material in Schichten zerbricht) und die Bildung der Koronen durch Anheben und Abschwellen aufweisen. Und es umfasst eine andere Form planetarer Geodynamik, die sich interessanterweise von der der Erde unterscheidet.
Eine weitere Anwendung dieser Erkenntnisse: Die Bestimmung der Bewohnbarkeit von Exoplaneten würde sich auf Informationen über den Wärmefluss auf Welten stützen, die andere Sterne umkreisen. Aber näher an der Heimat, wenn der Vorschlag der Gruppe „squishy lid“ durch eine der bevorstehenden Venus-Beobachtungsmissionen dieses Jahrzehnts bestätigt werden kann, wird dies wahrscheinlich zu einer Neubewertung der Ideen führen, die die Merkmale der Venusoberfläche sowie die Entwicklung des Mantels des Planeten betreffen, und könnte sogar Auswirkungen auf die frühe Entstehung des Sonnensystems haben.
Mehr Informationen:
Suzanne E. Smrekar et al, Erdähnliche lithosphärische Dicke und Wärmefluss auf der Venus im Einklang mit aktivem Rifting, Natur Geowissenschaften (2022). DOI: 10.1038/s41561-022-01068-0
Diogo L. Lourenço, Entfremdete planetare Zwillinge, Natur Geowissenschaften (2022). DOI: 10.1038/s41561-022-01104-z
© 2022 Science X Netzwerk