Wie viel der Atmosphäre der Venus stammt von Vulkanen?

Wir wissen vieles über den Planeten, der uns am nächsten ist, nicht. Die Venus ist in Wolken gehüllt, was Spekulationen darüber, was auf ihrer Oberfläche passiert, für viele Planetenforscher seit Jahrzehnten zu einem Gesellschaftsspiel macht. Aber eine Idee scheint in diesen Gesprächen immer aufzutauchen: Vulkane.

Es ist klar, dass es auf der Venus viele Vulkane gibt – Schätzungen gehen von insgesamt rund 85.000 Vulkanen aus. Die Wissenschaft ist jedoch noch unklar, ob es auf der Venus aktiven Vulkanismus gibt oder nicht. Eine neue Reihe von Missionen zum Planeten wird hoffentlich etwas Licht in das Thema bringen – und a neues Papier von Forschern aus Europa veröffentlicht in Rezensionen zur Weltraumwissenschaft untersucht, wie wir die Informationen aus diesen Missionen dazu nutzen könnten.

Die Autoren unterteilen die Frage, ob es auf der Venus aktiven Vulkanismus gibt, in zwei unterschiedliche Ansätze. Erstens: Kann die Venus ihre derzeitige atmosphärische Zusammensetzung beibehalten, ohne Gase aus vulkanischen Quellen hinzuzufügen? Zweitens: Gibt es Hinweise auf „vorübergehende“ Effekte, die nur möglich wären, wenn es aktive Vulkane gäbe?

Lassen Sie uns zunächst den ersten Ansatz untersuchen. Ein wichtiger Datenpunkt, der bei diesem Ansatz berücksichtigt werden muss, ist die Variabilität des Schwefeldioxidgehalts in der Atmosphäre über Zeiträume von bis zu Jahrzehnten. Einige Forscher haben auf diese Variabilität als klaren Beweis für Vulkanismus hingewiesen. Einige vertreten jedoch eine differenziertere Sichtweise und weisen darauf hin, dass die Variabilität durch unbekannte Wechselwirkungen zwischen Oberfläche und Atmosphäre oder sogar durch Wechselwirkungen zwischen zwei Schichten der Atmosphäre selbst verursacht werden könnte.

Vorübergehende Effekte in der Atmosphäre können eine Vielzahl von Merkmalen umfassen, die von Wasserdampf bis hin zu Partikeln (z. B. Vulkanasche) reichen. Bisher wurden hierzu nur begrenzte Daten gesammelt, die hauptsächlich im Rahmen von Fernerkundungsmissionen erhoben wurden. Zumindest bei einigen der neuen Missionen zur Venus werden jedoch Daten beim Abstieg durch die Atmosphäre erfasst.

Einer davon – DAVINCI – plant Messungen vor Ort in der Atmosphäre. Es wird mit einigen Spektrometern, Trägheitsmesseinheiten und High-Tech-Kameras ausgestattet sein, um Daten in der unteren Atmosphäre des Planeten zu sammeln. Die Spektrometer selbst sollen in der Lage sein, Spuren vulkanischer Gase in der Atmosphäre direkt und eindeutig nachzuweisen. Auch Ionenkonzentrationen wie das Deuterium/Wasserstoff-Verhältnis würden auf eine anhaltende vulkanische Ausgasung hinweisen.

Aber was ist mit Gasen weiter oben in der Atmosphäre? EnVision, eine weitere Mission, wird sich auf diesen Bereich des Planeten spezialisieren und dabei verschiedene Arten der Nah-IR- und Ultraviolett-Spektroskopie einsetzen. Es könnte helfen, einige Rätsel in den Wolkendecken der Venus zu lösen, einschließlich der Frage, wo sich ein unbekanntes Schwefeldioxidreservoir befindet, da es offenbar ein Ausgangsstoff für einen unbekannten Prozess in den Wolken ist, der sich aktuellen Modellierungsbemühungen widersetzt.

Auch wenn dies den Rahmen der vorliegenden Arbeit sprengt, wäre ein weiterer potenziell interessanter Sensor auf einer Cloud-basierten Plattform ein Infraschallsensor, da er in der Lage wäre, durch Vulkanausbrüche verursachte Druckunterschiede direkt zu erfassen. Leider würde keine derzeit geplante Mission die Position in der Atmosphäre lange genug halten, damit ein solcher Sensor seine Arbeit erledigen könnte, obwohl in den letzten Jahren einige vorgeschlagen wurden.

Es wird noch lange dauern, bis eine dieser Analysetechniken sinnvoll eingesetzt werden kann. Von den drei Hauptmissionen, die in Kürze zur Venus unterwegs sind, ist der Start der frühesten – DAVINCI – frühestens in fünf Jahren geplant und die Ankunft auf der Venus einige Jahre später. Das ist genügend Zeit für Theoretiker, ihre Ideen darüber, was die Mission finden könnte, zu verfeinern. Und hoffentlich hilft es uns, die Frage des Vulkanismus bei unserem nächsten Nachbarn ein für alle Mal zu beantworten.