Benannt ist unser Nachbarplanet nach der Göttin der Liebe. In der Realität handelt es sich aber um eine Hitzehölle mit absolut lebensfeindlichen Bedingungen. Dabei hätte alles so anders sein können. Die Venus und die Erde waren sich einmal sehr ähnlich. Bis unser Nachbarplanet dann auf die schiefe Bahn geriet…
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Transkription
Sternengeschichten Folge 192: Venus, der böse Zwilling der Erde
Die Venus ist der innere Nachbarplanet der Erde. Und sie könnte fast ein Zwilling unseres eigenen Planeten sein. Fast – denn einiges ist da im Laufe der Zeit schief gelaufen und hat den Himmelskörper der nach der Göttin der Liebe benannt ist zu einem höllischen Ort gemacht.
Auf den ersten Blick ähneln sich Venus und Erde sehr stark. Ihre Masse beträgt 80 Prozent der Erdmasse und sie ist nur um 5 Prozent kleiner als die Erde. Der mittlere Abstand zwischen Sonne und Venus beträgt 108 Millionen Kilometer; ein bisschen weniger als die 150 Millionen Kilometer zwischen Erde und Sonne. Man kann auch leicht die sogenannte Gleichgewichtstemperatur berechnen, die auf der Venus herrschen sollte. Venus wird von der Sonne beleuchtet, absorbiert einen Teil dieser Energie und strahlt einen Teil wieder zurück. Bei einer bestimmten Temperatur gibt es ein Gleichgewicht und das sind bei der Venus knapp 50 Grad Celsius.
Sie befindet sich also in der „habitablen Zone“ des Sonnensystems; dort wo sich Planeten befinden auf denen es prinzipiell flüssiges Wasser und damit auch Leben geben kann. Und lange Zeit dachte man tatsächlich, dass die Venus eine etwas wärmere Version der Erde ist. Man stellte sich einen Himmelskörper vor, der mit tropischen Wäldern übersät ist und mit entsprechenden Lebewesen. Ob das aber wirklich so war wusste niemand so genau. Die Venus zeigte in den Teleskopen keine Strukturen oder Einzelheiten auf der Oberfläche; alles war unter dicken Wolken verborgen. Erst als man in den 1950er Jahren auch mit Radioteleskopen beobachten konnte, ließ sich die Oberfläche der Venus untersuchen. Und man stellte fest, dass es dort absolut nicht so wie auf der Erde aussah! Die Temperaturen lagen bei etwa 460 Grad Celsius: Keine Chancen auf ein exotisches Tropenparadies in unserer kosmischen Nachbarschaft. Statt dessen eine Hitzehölle, in der sogar Blei schmelzen würde.
Der Grund dafür liegt in der Atmosphäre. Die wird bei der Berechnung der Gleichgewichtstemperatur nicht berücksichtigt und das ist bei der Venus ein großer Fehler! Sie besteht fast komplett aus Kohlendioxid. 96,5 Prozent macht dieses Gas aus, der Rest ist vor allem Stickstoff, aber auch Schwefeldioxid und Wasserdampf. Bei der Venus kommt es aber nicht so sehr auf die Zusammensetzung an, sondern auf die Menge! Die Masse der gesamten Atmosphäre ist 90 mal größer als die Masse der gesamten Lufthülle der Erde. Auf der Oberfläche der Venus herrscht ein Druck von 92 bar; so viel wie man hier bei uns nur in mehr als 900 Metern Tiefe unter dem Meeresspiegel spüren kann.
Und in dieser Atmosphäre ist einiges los! Dort gibt es Wolken, die zu drei Viertel aus Schwefelsäure bestehen. Wenn es dort regnet, regnet es als kein Wasser, sondern Säure. Dieser Regen gelangt aber nicht bis zur Oberfläche sondern verdampft aufgrund der hohen Temperaturen schon lange, bevor er dort ankommt. Auf dem Boden selbst ist die Atmosphäre so dick, dass es enorm viel Energie braucht um sie in Bewegung zu versetzen. Wind oder Stürme gibt es dort kaum. Es fällt auch so gut wie kein Licht durch die geschlossene Wolkendecke auf den Boden. Nur zwei Prozent erreichen die Oberfläche der Venus. Eine höllische Hitzewüste mit Temperaturen von fast 500 Grad, kein Wind und nur trübes Licht: Das ist die Venus!
Früher war alles wohl ein wenig anders. Nach ihrer Entstehung waren Erde und Venus sich wahrscheinlich tatsächlich ähnlich. Auf beiden Planeten gab es Wasser. Auf der Venus war es wegen der Nähe zur Sonne aber ein wenig wärmer und das Wasser gelangte in Form von Wasserdampf in die Atmosphäre. Wasserdampf ist aber ein hervorragendes Treibhausgas und deswegen heizte sich unser Nachbarplanet noch weiter auf. Die Erde dagegen kühlte ab. Auch sie hatte früher eine Atmosphäre mit sehr viel Kohlendioxid und ohne Sauerstoff. Aber als sie immer kühler wurde, bildeten sich an ihrer Kruste die Kontinentalplatten und die Plattentektonik setzte ein. Gestein entstand und wurde im Inneren der Erde wieder zerstört Kohlendioxid aus der Atmosphäre konnte mit dem Wasser aus den Ozeanen und der Hilfe der Plattentektonik in Gestein gebunden werden. Es verschwand aus der Atmosphäre; irgendwann entstand Leben und das produzierte Sauerstoff. Die Erde wurde so, wie sie heute ist.
Die Venus dagegen blieb heiß. So heiß, dass sich in ihrer warmen Kruste nie Kontinentalplatten und Plattentektonik bilden konnte. Das Wasser verschwand in die Atmosphäre und heizte den Planeten weiter auf. Das Kohlendioxid – ebenfalls ein starkes Treibhausgas – blieb in der Atmosphäre und machte die Venus noch heißer. Der Treibhauseffekt geriet außer Kontrolle und die Venus wurde zu der lebensfeindlichen Hitzewelt die sie heute ist.
Ihre Oberfläche zeigt vergleichsweise wenig Einschlagskrater. Kein Wunder, nur sehr große Meteoriten können die dicke Atmosphäre durchdringen und einen sichtbaren Krater schlagen. Dafür gibt es viele Vulkane, erstarrte Lavaflüsse und andere Anzeichen von Vulkanismus in der Vergangenheit. Ob auf der Venus auch noch in der Gegenwart Vulkane ausbrechen, ist unklar. Raumsonden haben ein paar Anzeichen dafür gefunden aber noch nichts definitives festgestellt. Ohne Tektonik ist das mit den Vulkanen auch nicht so leicht. Es gibt keine Grenzen zwischen Kontinentalplatten so wie auf der Erde zwischen denen Material aus dem Planeteninneren leicht an die Oberfläche gelangen könnte. Man geht eher davon aus, dass sich das geschmolzene Gestein unter der Kruste ansammelt und irgendwann bei einer massiven Explosion gewaltsam an die Oberfläche dringt. Das dürfte in der Vergangenheit schon öfter vorgekommen sein; die Oberfläche der Venus ist auch vergleichsweise jung da sie durch solche Eruptionen immer wieder erneuert wird.
Die Venus zeigt noch ein paar weitere Eigenheiten. Die Rotation um ihre Achse erfolgt retrograd. Die Erde und die meisten anderen Himmelskörper im Sonnensystem drehen sich in die gleiche Richtung in der sie auch um die Sonne laufen. Bei der Venus ist das nicht so sondern umgekehrt. Die Sonne geht dort im Westen auf und im Osten unter. Sie dreht sich außerdem noch enorm langsam. Die Erde braucht für eine Drehung – also einen Tag – bekanntlich 24 Stunden. Bei der Venus sind es dagegen 243 Erdtage. Das ist sogar noch ein kleines Stück länger als sie für einem Umlauf die Sonne braucht, was nur 224 Tage dauert. Ein Venustag ist also länger als ein Venusjahr!
Schnell dagegen rotiert die Atmosphäre der Venus. Die obersten Wolkenschichten bewegen sich mit Geschwindigkeiten von 100 Metern pro Sekunde. Damit umrunden sie den Planeten in nur vier Tagen; sind also deutlich schneller als die Venus selbst sich dreht. Die Energie dieser „Superrotation“ stammt von der Sonne: Von dem Anteil der Sonnenenergie der nicht direkt von der Atmosphäre reflektiert wird, werden zwei Drittel von den Wolken selbst absorbiert. Die Details dieses Prozesses sind allerdings noch nicht komplett verstanden.
Das liegt auch daran, dass die Venus bis jetzt nur vergleichsweise selten von Raumsonden besucht worden ist. Da die Venus näher an der Sonne ist also die Erde, bewegt sie sich auch schneller um sie herum. Will man eine Umlaufbahn erreichen oder dort gar landen, muss man sich zuerst an diese hohe Geschwindigkeit anpassen und dann entsprechend stark abbremsen, was aufgrund der hohen Masse der Venus viel Energie braucht. Deswegen fliegt man lieber zum Mars, wo man nicht ganz so viel Treibstoff braucht.
In den 1960er und 1970er-Jahren schickte die damalige Sowjetunion einige Raumsonden zur Venus. Ein paar flogen vorbei und machten Bilder; ein paar untersuchten die Atmosphäre und ein paar gingen kaputt. 1970 aber schaffte es die Sonde Venera 7 tatsächlich, auf der Oberfläche zu landen. Unter den extremen Bedingungen hielt die Sonde aber nur ein paar Stunden durch, bevor sie defekt war. Weitere Venera-Sonden sammelten weitere Daten, aber den nächsten ernsthaften Besuch erhielt Venus erst Anfang 1990, als die amerikanische Sonde Magellan eine Umlaufbahn erreichte und die Oberfläche durch die Wolken hindurch mit Radarstrahlen abtastete. 1994 endete Mission und Magellan verglühte in der Atmosphäre des Planeten.
Erst 2006 gab es eine weitere Sonde: Venus Express der Europäischen Raumfahrtagentur ESA, die bis 2014 aktiv war. Für die Zukunft sind ebenfalls nur wenig Missionen zur Venus geplant, zumindest im Vergleich mit den Raumsonden die in die andere Richtung, zu Mars, Jupiter und darüber hinaus fliegen sollen. Auf dem Weg zum Merkur und zur Sonne werden ein paar Sonden kurz bei der Venus vorbei schauen. Russland plant irgendwann in den 2020er Jahren wieder eine Landeeinheit auf der Venus abzusetzen. Aber bis auf weiteres werden wir Venus hauptsächlich von der Erde aus untersuchen müssen.
Aber das lohnt sich und beobachten lässt sie sich ja zum Glück auch ohne Teleskop. Weil sie uns so nahe ist, so groß ist und das Sonnenlicht dank ihrer Wolken so stark reflektiert erscheint sie auch enorm hell am Nachthimmel. Nach dem Mond ist die Venus das hellste Objekt am nächtlichen Himmel. Als innerer Planet der der Sonne näher ist als die Erde, ist sie nur abends und morgens zu sehen aber nie mitten in der Nacht. Die Venus kann sich nicht allzu weit von der Sonne entfernen und ist nur sichtbar, wenn die Sonne gerade untergegangen ist oder kurz bevor die Sonne aufgeht. Diese Sichtbarkeit hat ihr auch den Namen „Abendstern“ beziehungsweise „Morgenstern“ eingetragen.
Von der Erde aus sieht man die unangenehmen Bedingungen auf unserem Nachbarplaneten nicht. Von hier aus gesehen ist sie nur ein hell funkelnder und eindrucksvoller Lichtpunkt am abendlichen oder morgendlichen Himmel. Ein wunderbarer Anblick, den man sich nicht entgehen lassen sollte!
“ …regnet es als kein Wasser, sondern Säure. Dieser Regen gelangt aber nicht bis zur Oberfläche sondern verdampft aufgrund der hohen Temperaturen schon lange, bevor er dort ankommt. “
ich hab keine tabelle, die bis 90 bar reicht
aber nassdampf bei 150 °C und ca. 5 bar besteht
sollte da nicht bei 90 bar (wie in einem grossen Sico-Topf flüssiges zu finden sein
oder liege ich da (gedanklich) ausserhalb der temp.-grenze?
frage 1 war mehr für den Physiker
aber wie ist das mit der Energie, die ich aufwenden muss, um zur Venus zu gelangen?
Vor kurzem gings drum, müll in die Sonne zu schicken, was aber ebenfalls viel energie zum abbremsen benötigt
ist das im verhältnis zum Mars (wenn beide gleich weit entfernt wären) unterschiedlich?
Grüssle
ps: freue mich jeden tag, neues aus deinem Blog zu lesen, spannender als die Tageszeitung … Danke
Gab es nicht mal ein Projekt, in die Atmosphäre einen Ballon zu schicken? Weiß aber nicht, ob das je über das Ideenstadium hinausgekommen ist …
Jedenfalls sehr schade, das wir keinen Dschungelplaneten nebenan (naja …) haben.
Andersrum, für mich wären 50 Grad auf die Dauer auch nichts, aber immerhin wärs dann bewohnbar.
@Mars63
Zu #1
Ich habe einen kurzen Blick auf
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Tripelpunkt
gewagt und tendiere dazu, dass die Säure verdampft.
LG Karl-Heinz
Lassen wir einmal die Phantasie spielen: Was müsste man mit der Venus tun, um sie in einen bewohnbaren Ort zu verwandeln? Angenommen, wir können sie auf eine höhere Umlaufbahn verschieben, ohne das ganze Sonnensystem aus den Angeln zu heben. Sie würde dann langsam abkühlen, aber würde sich auch eine Plattentektonik bilden? Wegen der niedrigen Temperaturen würde der Wasserdampf auskondensieren und Meere bilden, in denen Leben entstehen und Sauerstoff produzieren könnte, falls die Schwefelsäure den Plan nicht vereitelt. Vermutlich würde nie die Zusammensetzung der Erdatmosphäre erreicht, aber vielleicht wäre es wohnlich genug für eine langfristige biologische Evolution. Dann bräuchten wir noch einen Mond und müssten die Eigenrotation beschleunigen, damit ein vernünftiges Magnetfeld entsteht, aber wenn wir das mit der Umlaufbahn hinbekommen haben, ist das nur noch ein technisches Detail 🙂 Angenommen, man könnte den CO2-Gehalt der Atmosphäre dauerhaft niedrig halten, sodass kein neues Treibhausgas entsteht – Könnte man die Venus wieder auf ihre alte Umlaufbahn verschieben, ohne das die Atmosphäre wieder umkippt? Oder ist es dort generell schon zu warm für flüssiges Wasser?
danke Karl-Hinz
die zweite tabelle ist mir entgangen
da ist bei 90 bar und 400 °C doch Wasserdampf
erstes rätsel gelöst
Der Venustag ist nicht länger als ein Venusjahr. Die Rotationszeit der Venus ist länger als ein Venusjahr, das ist aber nicht das, was man sich gemeinhin als Tag vorstellt. Ein Tag ist die Zeit von Sonnenaufgang bis zum nächsten Sonnenaufgang. Meinetwegen auch von Sonnenhöchststand bis zum nächsten, was auf das Gleiche herauskommt. Bei der Erde siehst Du es ja auch so, wenn Du schreibst, dass der Erdtag 24h dauert. Die Erdrotation ist hingegen nur 23h 56min und 4,091 s lang.
Mal angenommen, dies wäre technisch möglich: was würde passieren, wenn wir einen Teil des Wasserdampfs und CO2 aus der Venus-Atmosphäre auf den Mars verfrachten würden, gerade so viel, dass dort ein Druck von 1 bar herrscht.
Könnte man so einen Treibhauseffekt auf dem Mars erzeugen, der die Polkappen zum Schmelzen bringt, sodass dort flüssiges Wasser und CO vorhanden wäre? Dann könnte man den Mars großflächig mit Bäumen bepflanzen und diese ein paar Jahr(zehnt/hundert/tausend)e fotosynthetisieren lassen, bis genügend Sauerstoff in der Atmosphäre vorhanden ist, um den Mars zu besiedeln.
Könnte so ein Schmarrn funktionieren?
Ich habe mal gehört, dass die habitabelsten Bedingungen auf der Venus in den Wolken in einer Höhe von ca. 40km liegen sollten. Dort sollten wir eine bemannte Station einrichten!
Apropos tropische Wälder auf der Venus: Wer Perry Rhodan gelesen hat (Bd. 1-50 oder die Silberbände), weiß, dass sich die Autoren die Venus in den frühen 60er Jahren so vorgestellt haben: Dampfende heiße Urwälder und tropische Meere, bewohnt von saurierähnlichen Wesen und Protosäugetieren (und ein paar undefinierten anderen Exoten). Immer noch ein ziemlich unangenehmer Planet, der trotzdem vom Solaren Imperium zur Kolonisation freigegeben und von Bewohnern der Erde besiedelt wird.
@RPGNo1 – Vor einiger Zeit habe ich mal die ersten ~25 Bände von Perry Rhodan Neo* gelesen (Neufassung von 2011, da wird die ganze Story also von vorn erzählt, aber aus heutiger Sicht). Da wird die Venus ziemlich genau so beschrieben, wie Florian das hier macht.
*Ich war positiv überrascht, fand es sehr unterhaltsam, weitestgehend frei von Peinlichkeiten, die ich ewartet hatte. Ok, es ist immer noch Pulp, aber wenn man nicht mehr erwartet, ist es durchaus lesbar. Manchmal flechten sie sogar popkulturelle Meme mit ein …
Wie kann man sich die „Luft“ am Boden der Venus eigentlich vorstellen? Wenn die so extrem dicht ist, ähnelt die dann nicht schon einer Flüssigkeit? Könnte man, vorrausgesetzt man hätte eine ausreichend starke Lichtquelle (Druck mal ignoriert), überhaupt etwas sehen?
Wikipedia reichte aus: 5000 Lux, drei Kilometer Sichtweite.
@RPGNo1, Dampier: die Beschreibung damals dürfte auf des Herrn Scheers Haufen gewachsen sein… interessanterweise wurde das Thema in der ZBV-Reihe (die erst später als Taschenbuch herauskam) solcherart angesprochen, daß die zur Landung auf der Venus bestimmten Soldaten der Erde dort reihenweise verreckten, weil die Herrscher der Venus die Fernaufklärung manipuliert und den Erdmenschen einen Dschungelplaneten vorgespielt hatten. Erst bei den katastrophal verlaufenen Landungsversuchen stellte sich heraus, daß der Planet doch ein etwas anderes Klima aufweist:
Okay, das ist immer noch nicht das, was wir heute wissen, aber immerhin. 🙂
@Gazyrlezon: Die VeGa Sonden haben 1985 Ballone in die Venusatmosphäre abgesetzt.
PS: Dritter Versuch, diesmal ohne Link.
@kalkfalke
„Mal angenommen, dies wäre technisch möglich: was würde passieren, wenn wir einen Teil des Wasserdampfs und CO2 aus der Venus-Atmosphäre auf den Mars verfrachten würden, gerade so viel, dass dort ein Druck von 1 bar herrscht.“
Der Mars hat exakt die Atmosphäre, die er halten kann.
Das hat wenig mit dem verfügbaren Volumen an Gasen zu tun.
Die Masse des Mars ist zu gering, um einen atmosphärischen Druck entsprechend dem durchschnittlichen irdischen Luftdruck auf Meereshöhe zu erzeugen.
Weiter hat der Mars im Genensatz zur Erde ein kaum (mehr) ausgebildetes Magnetfeld, welches die Atmosphäre vor dem Sonnenwind schützt, sodaß ständig atmosphärisches Material in den Weltraum gerissen wird.
Äääähm… ja…
Wollte Herrn Freistetter noch schreiben, daß das wiedermal ein wirklich schöner Blogeintrag war.
Danke.
Hallo,
ich will mal folgendes wissen:
Wird die Temperatur noch weiter steigen?
Und wenn ja, was währe für so eine Atmosphäre
(Treibhauseffekt) die max. erreichbare Grenze?
(Also max. Druck und Temperatur?)
@Ex-Esoteriker
Ich gehe davon aus, dass sich ein Gleichgewichtzustand eingestellt hat und die Temperatur auf der Venus sich in nächster Zeit nicht wesendlich ändern wird.
LG Karl-Heinz
@schlappohr
Das mit der Plattentektonik mag sein, aber der größte Teil des Wassers ist m.W.n. weg, vom UV-Licht der Sonne durch Photolyse aufgebrochen. Wird wohl nicht mehr für einen Venus-umspannenden Ozean reichen. Ohne Wasser klappt dann aber auch das Binden des CO2 in Gestein nicht. Venus ist also ein eher hoffnungsloser Fall. Und die Zeiträume, über die man da redet, wären ohnehin länger als die Zeit seit dem Aussterben der Saurier, vielleicht sogar länger als seit ihrem Erscheinen. Willste nicht drauf warten.
@Ex-Esoteriker
Die meisten flüchtigen Stoffe, wie Kohlendioxid sind ja eh schon in der Atmosphäre der Venus.
Daher bin ich der Meinung, dass wenn die Temperatur sagen wir mal um 30 Grad steigen würde, der Druck kaum zunimmt.
@Shoogar #16
Und wie erklärst du dir die Tatsache, dass auf der Venus 92 bar im Vergleich zur Erde mit 1 bar herrscht, obwohl die Masse der Venus kleiner als die von der Erde ist?
LG Karl-Heinz