Wenn Sie über Links in unseren Artikeln einkaufen, erhalten Future und seine Syndizierungspartner möglicherweise eine Provision.
Wissenschaftler haben in der Atmosphäre der Venus etwas Unerwartetes beobachtet: einen Anstieg des Deuteriumgehalts im Verhältnis zum Wasserstoff. Okay, das scheint nicht die aufregendste Aussage zu sein. Allerdings könnten die Folgen dieser Entdeckung tatsächlich unser derzeitiges Verständnis der Welt des Bernsteins erschüttern.
Es stellt sich heraus, dass dies unsere Annahme ändern würde, dass die Venus ein dauerhaft karger und unwirtlicher Planet ist. Hier erfahren Sie, wie.
„Venus wird wegen seiner ähnlichen Größe oft als Zwilling der Erde bezeichnet“, sagte Hiroki Karyu, Forscher an der Tohoku-Universität und einer der Wissenschaftler der Studie, in einer Erklärung. „Trotz der Ähnlichkeiten zwischen den beiden Planeten hat es sich unterschiedlich entwickelt. Im Gegensatz zur Erde herrschen auf der Venus extreme Oberflächenbedingungen. »
Aufgrund der extremen Temperaturen und Drücke unter den dicken Wolkenschichten der Venus kann flüssiges Wasser nicht in ausreichender Menge vorhanden sein. „Um es ins rechte Licht zu rücken: Diese Höhenlagen enthalten 150.000 Mal weniger Wasser als vergleichbare Höhenlagen auf der Erde“, schreiben die Wissenschaftler in ihrer Studie.
Das heißt aber nicht, dass das schon immer so war.
Deuterium und Wasserstoff sind Isotope voneinander, das heißt, sie sind unterschiedliche Formen desselben Elements, die die gleiche Anzahl an Protonen, aber eine unterschiedliche Anzahl an Neutronen in ihren Kernen enthalten. Das bedeutet, dass sie unterschiedliche Atommassen haben, ihre chemischen Eigenschaften jedoch relativ gleich bleiben.
Verwandt: Venus könnte Leben beherbergen, wie neue atmosphärische Daten zeigen
Aus Isotopenverhältnissen kann man viel lernen. Betrachten Sie die Kohlenstoffdatierung, ein leistungsstarkes Tool, mit dem Wissenschaftler das Alter organischer Materie anhand der relativen Anteile der Kohlenstoff-12- und Kohlenstoff-14-Isotope bestimmen können. Das Verhältnis dieser Isotope in einem Material ändert sich im Laufe der Zeit, da Kohlenstoff-14 radioaktiv zerfällt und wird nicht ersetzt.
Es wird angenommen, dass Venus und Erde einst ähnliche HDO/H2O-Verhältnisse hatten, da sich beide Planeten in einer heißen Region des frühen Sonnensystems bildeten, in der Wasser nicht kondensieren konnte. Später wurde angenommen, dass Wasser durch wasserreiche Asteroiden, wahrscheinlich aus dem äußeren Asteroidengürtel, auf die Welt gebracht wurde, was zu ähnlichen Deuterium/Wasserstoff (D/H)-Verhältnissen auf den beiden Planeten geführt haben sollte. Diese Hypothese wird auch durch die vergleichbaren Mengen anderer flüchtiger Elemente wie Kohlenstoff und Stickstoff zwischen Venus und Erde gestützt.
Doch nach der Untersuchung von Daten des SOIR-Instruments (Solar Occultation in the Infrarot) der Raumsonde Venus Express (in Betrieb von 2006 bis 2014) stießen Wissenschaftler auf ein Fragezeichen. Sie fanden heraus, dass das HDO/H2O-Verhältnis in der Atmosphäre der Venus mittlerweile 120-mal höher ist als das in der Erdatmosphäre. „Diese Anreicherung ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass die Sonnenstrahlung Wasserisotopologe in der oberen Atmosphäre abbaut und dabei Wasserstoffatome (H) und Deuteriumatome (D) erzeugt“, schrieben die ESA-Wissenschaftler. „Da Wasserstoffatome aufgrund ihrer geringeren Masse leichter in den Weltraum entweichen, steigt das HDO/H2O-Verhältnis allmählich an. »
Sie stellten außerdem fest, dass die Konzentration der Wassermoleküle H2O und HDO mit der Höhe zunimmt, insbesondere zwischen 70 und 110 Kilometern über der Oberfläche der Venus. Darüber hinaus fanden sie heraus, dass das HDO/H2O-Verhältnis in diesen Höhen extrem hoch wird, mehr als 1.500 Mal höher als in den Ozeanen der Erde. Dies deutet darauf hin, dass die Atmosphäre der Venus viel mehr deuteriumreiches Wasser enthält als die der Erde, was erhebliche Unterschiede in den atmosphärischen Prozessen der beiden Planeten verdeutlicht.
Das Team geht davon aus, dass diese Prozesse durch klimatische Mechanismen kontrolliert werden könnten, an denen Schwefelsäureaerosole (H2SO4) beteiligt sind, die den Großteil der Venuswolken ausmachen.
„Diese Aerosole bilden sich direkt über Wolken, wo die Temperaturen unter den Taupunkt von Sulfidwasser sinken, was zur Bildung von mit Deuterium angereicherten Aerosolen führt“, erklären die Wissenschaftler. „Diese Partikel steigen in größere Höhen auf, wo sie bei steigenden Temperaturen verdampfen und einen größeren Anteil an HDO als an H2O freisetzen. Anschließend wird der Dampf nach unten transportiert und der Kreislauf beginnt erneut. »
Verwandte Artikel:
— Die für Jupiter bestimmte JUICE-Sonde wird in Erdnähe in Richtung Venus projiziert (Fotos)
— Wie Venus, der „Zwilling der Erde“, ihr Wasser verlor und zu einem höllischen Planeten wurde
— Zoozve – der seltsame „Mond“ der Venus, der seinen Namen zufällig erhielt
Welche größeren Auswirkungen werden diese Ergebnisse auf unser Verständnis des Planeten haben? Erstens hofft das Team, dass zukünftige Studien bei der Berechnung der Gesamtmengen dieser Gase in der Venusatmosphäre berücksichtigen werden, wie sich das Verhältnis von Deuterium zu Wasserstoff (D/H) mit der Höhe ändert. Als Nächstes beeinflusst die Änderung des D/H-Verhältnisses mit der Höhe die Geschwindigkeit, mit der Wasserstoff und Deuterium in den Weltraum entweichen. Beispielsweise wird in großen Höhen der Atmosphäre viel mehr Deuterium freigesetzt als erwartet, was sich auf das Gesamt-D/H-Verhältnis auswirken kann, wenn ein Teil dieses Deuteriums entweicht.
Das bedeutet, dass Wissenschaftler detaillierte Modelle verwenden müssen, die diese Höhenänderungen berücksichtigen, um genau zu verstehen, wie sich die Atmosphäre der Venus entwickelt hat und wie viel Wasser sie im Laufe der Zeit verloren haben könnte.