Vor etwa 4,5 Milliarden Jahren entstanden Erde und Venus inmitten eines chaotischen Sternensystems. Da die benachbarten Welten gleich groß und ähnlich aufgebaut sind, geht man davon aus, dass beide Planeten ursprünglich über ähnliche Wassermengen verfügten. Heute jedoch ist die Venus eine höllische Welt mit enormer Hitze und enormem Druck, und das meiste Wasser ist verschwunden.
Die Wissenschaftler sind sich nicht sicher, wie es zu einem wüstenähnlichen Planeten kam, doch neue Forschungsergebnisse legen nahe, dass der Übeltäter eine bestimmte Art von Molekül sein könnte, das in den Weltraum entweicht und der Venus das letzte Wasser entzieht.
Eine Gruppe von Planetenforschern der University of Colorado Boulder untersuchte mithilfe von Computermodellen die chemischen Reaktionen, die in der Atmosphäre der Venus stattfinden, und fand heraus, dass ein Molekül namens HCO+ (ein Ion, das aus jeweils einem Atom Wasserstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff besteht) wahrscheinlich für die Trockenheit auf der Venus verantwortlich ist. Ergebnisse wurden diese Woche im Journal veröffentlicht Natur.
„Die Oberfläche der Venus ist ungefähr so heiß wie ein Pizzaofen“, sagte Eryn Cangi, eine Wissenschaftlerin am Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) und Co-Leitautorin der neuen Studie, gegenüber Gizmodo. „Venus und Mars sind zwei mögliche Enden des Spektrums der Bewohnbarkeit von Planeten. Wir wissen, dass die Erde bewohnbar ist, dass die Venus zu heiß und dass der Mars zu kalt ist, aber beide haben Wasser verloren.“
In der Frühphase der Venusgeschichte hat der Planet möglicherweise einen Großteil seines Wassers durch den Verlust der Atmosphäre verloren. Die Sonne stößt ständig Sonnenwind aus – einen Strom geladener Teilchen – durch das gesamte Sonnensystem und an den Planeten vorbei. Die Erde hat das Glück, ein Magnetfeld zu haben, das schirmt sie vor dem Sonnenwind ab, während die Venus davon getroffen wird. Wissenschaftler glauben daher, dass die Venus einen Teil ihres Wassers verloren hat, weil der Sonnenwind auf ihre obere Atmosphäre traf, wodurch die Wassermoleküle im Zeitraum von 4.500 Millionen Jahren seit der Geburt des Planeten entwichen sind.
Durch diesen Prozess kann viel Wasser entfernt werden, er erklärt jedoch nicht , wie viel Wasser die Venus bis heute verloren hat. „Wenn ich meine Wasserflasche ausschütte, werde ich das größte Wasser los, aber es sind immer noch einige Tropfen darin “, sagt Cangi. „Wir sehen heute so wenig Wasser auf der Venus, das passt nicht ganz dazu.“
Der Prozess, durch den die Venus den Rest ihres Wassers verlor und bis heute die letzten Reste der kostbaren Flüssigkeit verliert, gibt Wissenschaftlern seit Jahren Rätsel auf. Die neue Studie legt nahe, dass die Venus Wasser durch einen Mechanismus namens dissoziative Rekombination verliert, bei dem sich die positiven Ionen von HCO+ mit Wasser vermischen und ein positiv geladenes Molekül bilden. Da sich Gegensätze anziehen, zieht das Molekül ein negativ geladenes Elektron an, und die beiden verbinden sich.
Sobald dies jedoch geschieht, verfügt das entstehende Molekül über zu viel Energie, um zusammenzubleiben, und bricht daher auseinander. Der Wasserstoff entweicht dann aus der Atmosphäre des Planeten, da er durch den Prozess des Verbindens und Auseinanderbrechens zu viel Energie gewonnen hat. „Das ist nur eine einfache chemische Reaktion, die also in der Frühphase der Venus stattgefunden haben könnte, aber bis heute anhält und den letzten Rest des Wassers entfernt“, sagte Cangi.
Es ist wichtig anzumerken, dass im Rahmen der Studie HCO+ in der Atmosphäre der Venus nicht direkt nachgewiesen wurde; früheren Missionen zum Nachbarplaneten fehlten die Instrumente, die für die Suche nach dem Molekül in der Atmosphäre entwickelt wurden. Daten früherer Missionen lieferten jedoch Hinweise auf einige der Moleküle, die reagieren und HCO+ bilden.
Auch kommende Missionen zur Venus, wie VERITAS und DAVINCI, werden nicht mit den richtigen Instrumenten ausgestattet sein. Deshalb schlagen die Wissenschaftler hinter der neuen Studie eine neue Mission zur Venus vor, bei der die Moleküle in ihrer oberen Atmosphäre gemessen werden sollen.
„In der Wissenschaft sagen wir gerne, dass alle Modelle bis zu einem gewissen Grad falsch, manche jedoch nützlich sind“, sagte Cangi. „Aber eine solche Mission wäre eine echte Ergänzung der bevorstehenden Venus-Missionen und würde uns helfen, das Bild des Wasseraustritts von der Venus zu vervollständigen.“
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