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Samstag, 27.05.2017
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Venus-Hitze hatte Kühleffekt

Teufelskreis von Treibhausgasen und Eruptionen löste Mantelabkühlung aus

In der Vergangenheit durchlebte die Venus einen wahren Teufelskreis: Vulkanausbrüche schleuderten Treibhausgase in die Atmosphäre, diese erhitzten die Oberfläche auf weit mehr als die heutigen 470 Grad und dies wiederum förderte Eruptionen. Doch jetzt haben Forscher entdeckt, dass die Hitze ab einem bestimmten Punkt genau das Gegenteil bewirkte. Sie kühlte den Mantel und damit nach und nach auch den gesamten Planeten wieder ab.
Wärmebild eines Venusvulkans mit "Hotspot"

Wärmebild eines Venusvulkans mit "Hotspot"

Ähnlich wie die Erde besitzt auch die Venus unter ihrer Kruste eine Schicht von teilweise geschmolzenem Gestein. Aufgeheizt durch radioaktive Prozesse in der Tiefe und von der Wärme, die aus der Entstehungszeit des Planeten erhalten geblieben ist, schmolz Magma auf und drang durch die starre Kruste hindurch an die Oberfläche – große Vulkanausbrüche waren die Folge. Sie schleuderten nicht nur Lava aus, sondern reicherten die Venusatmosphäre auch mit Treibhausgasen an.

Treibhausgase und Vulkanausbrüche im Teufelskreis


„Das Kohlendioxid und andere Treibhausgase, die für die hohen Temperaturen verantwortlich sind, wurden in der Vergangenheit durch tausende von Vulkanen in die Atmosphäre geschleudert“, erklärt Lena Noack vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin. „Die permanente Hitze – heute messen wir auf der Venus global fast 470 Grad Celsius – könnte in der Vergangenheit aber noch viel stärker gewesen sein und in einer Art Teufelskreis zu noch mehr Vulkanismus geführt haben.“

Um herauszufinden, ob ein solcher Teufelskreis zu einer rotglühenden Venus mit glutflüssiger Oberfläche geführt haben könnte, haben Noack und ihre Kollegin Doris Breuer erstmals in einem Modell dieses Rückkopplungssystem simuliert und berechnet. Sie kombinierten dafür ein Modell der heißen Atmosphäre mit einem 3D-Modell des Planeteninneren. Ihre Ergebnisse präsentierten die Forscherinnen Anfang der Woche auf dem European Planetary Science Congress (EPSC) in Rom.


Temperaturverteilung auf der Venus und lokale Mobilisationen der Kruste

Temperaturverteilung auf der Venus und lokale Mobilisationen der Kruste

Plötzlicher Stopp der Erwärmung


Das Ergebnis war überraschend: Zunächst stiegen die Temperaturen zwar tatsächlich immer weiter an und der Vulkanismus nahm zu, doch dann stoppte dieser Teufelskreis: „An einem bestimmten Punkt kehrte sich dieser Prozess vollkommen um – die hohen Temperaturen bewirkten eine teilweise Mobilisierung der Venuskruste, die den Mantel abkühlte und den Vulkanismus stark nachlassen ließ“, so Noack. Die in Teilen schmelzende Kruste verliert ihre isolierende Wirkung und erleichtert damit das Abgeben von Mantelhitze nach außen.

Mantelkühlung als Gegenfaktor


„Es ist ein bisschen wie das Lüften eines Deckels auf dem Mantel: Plötzlich kühlt sich das Innere der Venus sehr effektiv ab und die Rate der Vulkanausbrüche sinkt“, so die Forscherin weiter. „Unser Modell zeigt, dass nach einer ‘heißen’ Ära des Vulkanismus die Verringerung der Eruptionen zu einem starken Rückgang der Temperaturen in der Atmosphäre führte. Das wiederum führte zu niedrigeren Oberflächentemperaturen, nahezu vergleichbar mit denen auf der heutigen Venus, und die Mobilisation der Kruste stoppte.“

Aktiver Vulkanismus könnte sich an „Hotspots“ erhalten haben


Die Berechnungen enthüllten jedoch noch ein spannendes Ergebnis: Offenbar ist der Vulkanismus nicht überall und zu jeder Zeit gleich stark ausgeprägt. Selbst in der Phase der Abkühlung zeigten sich im Modell noch immer einzelne Regionen, in denen aktive Vulkane Lava spien. Bedeutung erlangt dies durch jüngste Beobachtungen der ESA-Sonde Venus Express. Sie hatte „Hotspots“, Bereiche ungewöhnlich hoher Oberflächentemperaturen an eigentlich als erloschen geltenden Venusvulkanen entdeckt.

Das Modell bestätigt jetzt auch theoretisch, dass es möglicherweise noch Zonen aktiven Vulkanismus auf dem Schwesterplaneten der Erde geben könnte. Noch sind zwar keine aktiven Vulkane auf der Venus nachgewiesen worden, aber die Forscher halten es nicht für unwahrscheinlich, dass Venus Express oder zukünftige Venussonden diese noch entdecken könnten.
(Europlanet Media Centre, 24.09.2010 - NPO)
 
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