https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de...r-venus20210712

Phosphin in Venusatmosphäre spricht für explosiven Vulkanismus auf der Venus:


Der große Venus-Vulkan Maat Mons auf einer farbsimulierten Aufnahme der Magellan-Sonde von 1991.
Copyright: NASA/JPL

Ithaca (USA) – Spuren des Gases Phosphin, die zuvor als mögliche Hinweise auf mikrobisches Leben in der Venusatmosphäre diskutiert wurden, sind laut einer aktuellen Studie zwar kein Zeichen für Venus-Leben, dafür aber für vulkanische Aktivität auf unserem „höllischen Nachbarplaneten“.
Zuvor hatten im vergangenen Herbst Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Spuren von Phosphin in der oberen Atmosphäre der Venus gefunden und über die Möglichkeit spekuliert, dass das Gas eine biologische Signatur mikrobischen Lebens sein könnte.

In einer aktuellen Studie widersprechen US-Wissenschaftler nun dieser Vorstellung erneut, stützen mit dem chemischen Fingerabdruck des Phosphins dafür aber eine andere wichtige wissenschaftliche Interpretation des Fundes in Form einer geologischen Signatur, die Hinweise auf explosive Vulkane auf dem mysteriösen Planeten liefert.

„Das Phosphin sagt uns zwar nichts über Biologie der Venus, dafür aber über die dortige Geologie“, erklärt Professor Jonathan Lunine von der Cornell University. Demnach sprechen die Daten für einen Planeten, der heute oder noch in der jüngsten Vergangenheit aktiven explosiven Vulkanismus hatte.

Gemeinsam mit dem Doktoranden Ngoc Truong hat Lunine die Ergebnisse aktuell im Fachjournal „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS; DOI: 10.1073/pnas.2021689118) veröffentlicht. Die Forscher argumentieren darin, wie Vulkanismus das Phosphin in der oberem Venus-Atmosphäre erklären könne: „Wenn die Venus Phosphid enthält – eine Form von Phosphor, die im tiefen Mantel des Planeten vorhanden ist – und wenn es auf explosive, vulkanische Weise an die Oberfläche gebracht und dann in die Atmosphäre injiziert wird, reagieren diese Phosphide mit der Schwefelsäure der Venusatmosphäre zu Phosphin“, erklärt Truong einen bislang nicht bedachten Prozess. Auf diese Weise lege das vorhandene Phosphin explosiven Vulkanismus auf der Venus nahe.

Ihre Theorie stützen die Forscher mit Radarbildern der Magellan-Sonde aus den 1990-er Jahren; und schon 1978 entdeckten Wissenschaftler bei der Pioneer-Venus-Orbiter-Mission Variationen von Schwefeldioxid in der oberen Atmosphäre der Venus, was auf Vulkanismus hindeute, dessen Ausmaß mit dem des Krakatau-Vulkanausbruchs auf der Erde im Jahr 1883 in Indonesien vergleichbar war.

Recherchequellen: NASA, Cornell University
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https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de...eglich20211005/

Studie zu lebensfreundlicher Venus: Selbst Photosynthese wäre in Venusatmosphäre möglich:


UV-Aufnahmen der Venus durch die japanische Sonde Akatsuki
Copyright: JAXXA

Pomona (USA) – Seit dem kontrovers diskutierten Nachweis des potenziellen Biomarkers Phosphin in der Atmosphäre der Venus reißt die Diskussion um die Möglichkeit von Leben auf der Venus nicht ab. Eine aktuelle Studie stützt nun die Vorstellung von einer selbst für irdische Mikroben potenziell lebensfreundlichen Venus und zeigt, dass – ähnlich wie auf der Erde – in der Atmosphäre unseres Nachbarplaneten Mikroben das Sonnenlicht als Energiequelle nutzen könnten.
Zuvor hatten im Herbst 2019 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Spuren von Phosphin in der oberen Atmosphäre der Venus gefunden und über die Möglichkeit spekuliert, dass das Gas eine biologische Signatur mikrobischen Lebens sein könnte. Seither ist der Nachweis von Phosphin Inhalt zahlreicher kontroverser Diskussionen über dessen biologischen oder geologischen (vulkanischen) Ursprung und die jeweilige Konsequenzen für unser Bild der Venus und von außerirdischem (mikrobischen) Leben im Sonnensystem (…GreWi berichtete, siehe Links zu früheren GreWi-Meldungen zum Thema am Ende dieser Meldung).

Jetzt berichten Rakesh Mogul von der California State Polytechnic University Pomona in einem Vorabdruck eines Artikels im Fachjournal „Astrobiology“ (DOI: 10.1089/ast.2021.0032) von ihrer Analyse der Venus-Atmosphäre und der Frage nach dem „Potenzial für Phototrophie in den Venus-Wolken“.

Hintergrund
Bei der Phototrophie handelt es sich um die die Nutzung von Licht als Energiequelle durch Lebewesen, wie sie etwa in Form der pflanzlichen Photosynthese weithin bekannt ist. Irdische Organismen benötigen hierbei das (Sonnen-)Licht, um den energiereichen chemischen Stoff Adenosintriphosphat (ATP) als Energieüberträger und kurzfristigen Energiespeicher zu synthetisieren. Auf diese Weise verwandeln Lebewesen also die Lichtenergie in chemische Energie. Lebewesen, die zu dieser Nutzung von Lichtenergie fähig sind, werden als phototrophe Organismen oder Phototrophe bezeichnet. Phototrophie ist sowohl unter Prokaryoten (Lebewesen mit Zellen ohne Zellkern) als auch unter Eukaryoten (Lebewesen mit Zellen mit Zellkern) verbreitet.
Das Ergebnis der Modellberechnungen und Analysen zeigt, dass in bestimmten Höhen, die Sonneneinstrahlung ein ähnliches Niveau erreicht, wie die auf der Erde. Auf diese Weise könnten in den entsprechenden Höhen schwebende Mikroben Photosynthese betreiben und auf diese Weise hier auch überleben. Zudem könnten die dichten Wolkenschichten vor schädlicher ultravioletter Strahlung abschirmen und es wäre sogar möglich, dass der Säuregehalt in diesen Wolken weniger stark ist, als bislang vermutet und damit durchaus innerhalb der selbst für irdisches Leben akzeptablen Parametern liegt.

„Alles zusammen könnten also die photophysikalischen und chemischen Gegebenheiten die Grundlage für phototrophisches Leben in den Venuswolken liefern“, so die Forschenden. Allerdings unterstreichen die Autoren und Autorinnen, dass dies nur eine Möglichkeit bzw. das Potenzial für mikrobisches Leben in den mittleren Venushöhen beschreibt aber noch kein Nachweis für dortiges Leben darstellt. Vor diesem Hintergrund stellten die Venuswolken „ein ideales Ziel für eine gezielte Mission zur Suche und Nachweis dortiger Mikroben dar, ähnlich, wie sie derzeit auch für den Mars und den Jupitermond Europa geplant sind.“

Recherchequelle: Astrobiology
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https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de...ozeane20211021/

Studie: Die Venus hatte wohl nie Ozeane:

Genf (Schweiz) – Obwohl die Venus die Sonne noch gerade innerhalb deren lebensfreundlicher Zone umkreist, ist der Planet alles andere als lebensfreundlich und gilt als höllische Schwester unserer Erde. Frühere Untersuchungen legten bislang jedoch nahe, dass auch die Venus früher einmal kühler war und ganze Ozeane trug. Eine neue Studie widerspricht nun diesem Bild von der einst erdähnlichen, wässrigen Venus und klärt zudem ein jahrzehntealtes Paradoxon.
Wie das Team um den Astrophysiker Martin Turbet von der Universität Genf aktuell im Fachjournal „Nature“ (DOI: 10.1038/s41586-021-03873-w) berichtet, erscheint die Venus auf den ersten Blick erdähnlich – besitzt sie doch eine ähnliche Masse und Größe wie unser Heimatplanet, besteht ebenso wie dieser hauptsächlich aus Gestein, kann Wasser halten und verfügt über eine dichte Atmosphäre. Doch hier enden auch schon die lebensfreundlichen Gemeinsamkeiten: Tatsächlich besteht die dichte Venus-Atmosphäre hauptsächlich aus CO2, ist gefüllt mit Schwefelsäurewolken und an der Oberfläche herrschen hohe Temperatur- und Druckverhältnisse, unter denen bekanntes irdisches Leben nicht möglich wäre. Allerdings diskutieren Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen, ob es in den höheren Atmosphärenschichten, in denen erdartige Temperaturen herrschen, mikrobisches Leben geben könnte (siehe Links u.)

In früheren Studien kamen einige Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen allerdings immer wieder zu dem Schluss, dass auch die Venus in ihrer frühen Vergangenheit selbst nach irdischen Maßstäben lebensfreundlich gewesen sein könnte und über Ozeane verfügte.

Genau dieser Frage hat sich das Team um Trubet nun erneut mittels Simulationen gewidmet und kommt zu einer anderen Schlussfolgerung. „Wir haben das Klima von Venus und Erde während der frühen Phase ihrer Evolution, vor mehr als vier Milliarden Jahren simuliert, als die Oberfläche der beiden Planeten noch geschmolzen war“, erläutert der Wissenschaftler und führt dazu weiter aus: „Die damit einhergehenden hohen Temperaturen bedeuteten, dass jegliches Wasser wie in einem gewaltigen Dampfgartopf in Form von Wasserdampf vorhanden war.“

Anhand der 3-D-Simulationen, wie sie auch zur Simulation des heutigen und zukünftigen Erdklimas und seiner Entwicklung genutzt werden, haben die Forschenden die darauffolgende Entwicklung der beiden Planeten Venus und Erde simuliert und verglichen.

„Anhand unserer Simulationen können wir nun zeigen, dass die klimatischen Bedingungen es auf der Venus nicht erlaubten, dass der Wasserdampf später in der Venusatmosphäre zu Wasser kondensieren konnte“, so Trubnet weiter. Das wiederum bedeutet, dass die Temperaturen auf der Venus niemals niedrig genug waren, um Wasser in Form von Regentropfen in der Atmosphäre entstehen und zu Ozeanen abregnen zu lassen. Stattdessen verblieb das Wasser als Gas in der Atmosphäre wodurch sich keine Ozeane bilden konnten.“

Als einer der Hauptgründe hierfür beschreiben die Autoren und Autorinnen der Studie Wolken, die sich vornehmlich auf der Nachtseite des Planeten bilden: „Diese Wolken verursachen einen starken Treibhauseffekt, der die Venus davon abhielt, sich derart schnell abzukühlen, wie frühere Modelle dies angenommen hatten.“

Erstaunlicher Weise zeigen die Simulationen auch, dass die Erde selbst, sehr leicht ein ähnliches Schicksal hätte erleiden können. Hierzu hätte unser Planet der Sonne nur ein klein wenig näher oder die junge Sonne ein klein wenig heller sein müssen, als sie dies heute ist. „Es war sehr wahrscheinlich die relativ schwache Strahlung der jungen Sonne, die es unserer Erde erlaubte, abzukühlen, wodurch Wasser kondensieren und die Ozeane füllen konnte.“

Für Prof. Emeline Bolmont stellt das Studienergebnis eine komplette Umkehr in der Art und Weise dar, wie wir bislang auf das sogenannte Paradoxon der schwachen jungen Sonne geblickt haben: „Die schwache junge Sonne galt bislang als Haupthindernis für die Entstehung des Lebens auf der Erde“, so die Wissenschaftlerin und führt dazu weiter aus: „Das Argument, dass die Strahlung der Sonne sehr viel schwächer war als heute und deshalb die Erde in eine lebensfeindliche Eiskugel eingefroren hätte stellt sich nun als falsch heraus. Stattdessen zeigt sich, dass die junge Erde vermutlich sehr heiß war und gerade die schwache Sonne somit unverhofft lebensspendend wirkte.“

Das Studienergebnis basiert zwar auf theoretischen Modellen, ist aber dennoch ein wichtiger Baustein bei der Beantwortung der Frage nach der Vergangenheit der Venus. Dennoch unterstreichen die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen abschließend, dass alleine Simulationen am Computer nicht ausreichen, um diese Fragen schlussendlich und definitiv zu beantworten. „Nur direkte Beobachtungen und Messdaten zukünftiger Venus-Missionen können diese Simulationen überprüfen, bestenfalls bestätigen oder aber auch widerlegen.“

Recherchequellen: Nature
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https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de...phaere20220817/

Phosphin: Neue unabhängige Messungen bestätigen erneut möglichen Biomarker in der Venusatmosphäre:

https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de...-venus20230316/

Direkter Nachweis von aktivem Vulkanismus auf der Venus_


Computergeneriertes Geländemodell des Venus-Vulkans Maat Mons anhand der Magellan-Daten.
Copyright: NASA/JPL

Fairbanks (USA) – Erstmals haben NASA-Wissenschaftler und -Wissenschaftlerinnen direkte Beweise für heute noch aktiven Vulkanismus auf der Venus beobachtet.
Wie das Team um Professor Robert Herrick von der University of Alaska Fairbanks aktuell im Fachjournal “Science” (DOI: 10.1126/science.abm7735) und auf der 54th Lunar and Planetary Science Conference in Woodlands, Texas berichtete, handelt es sich um direkte geologische Beweise für jüngste vulkanische Aktivität, wie sie erstmals überhaupt auf unserem Schwesterplaneten beobachtet werden konnte.

Die Radaraufnahmen selbst stammen von der NASA-Sonde “Magellan”, die in den 1990-er Jahren die Venus erkundete und die nun unser Bild von der Venus dramatisch verändern, zeigen sie doch einen Vulkanschlot, der sich binnen eines Jahres stark verändert hatte.

Die Neuentdeckung in den alten Daten erlaubt den Planetenwissenschaftlern nun neue Erkenntnisse darüber, die das Planeteninnere auch die Oberfläche und Kruste der Venus verändern, deren Evolution beeinflussen und Auswirkungen auf die Frage nach einer möglichen Lebensfreundlichkeit des Planeten haben kann.

Hierzu plant die NASA derzeit auch schon die nächste Mission zur Venus: Die Sonder „VERITAS“ (Venus Emissivity, Radio science, InSAR, Topography, And Spectroscopy) soll innerhalb des kommenden Jahrzehnts mit einem Oribiter die Oberfläche der Venus erneut erkunden und so auch die Frage erforschen, wie sich unser Nachbarplanet, der fast genau so groß ist wie die Erde dennoch so unterschiedlich zu einem unter einer dichten, giftigen Atmosphäre verborgenen Planeten mit vulkanisch geformter Oberfläche entwickelt hat.

„Es war die bevorstehende VERITAS-Mission, die uns dazu inspiriert hat, die Magellan-Daten erneut zu untersuchen“, berichtet Herrick, der auch zum Wissenschaftler-Team der neuen Mission gehört. „Zunächst waren wir nicht sehr zuversichtlich, in diesen Daten etwas Neues zu finden. Nach 200 Stunden Bildvergleiche fanden wir aber zwei Aufnahmen, die die gleiche Region in einem Abstand von nur acht Monaten (zw. Februar und Oktober 1991) zeigte und dennoch deutliche geologische Veränderungen, die von einer Eruption verursacht sein mussten, auswies.“

Die Atla-Region mit ihren weiten Hochländern in der Nähe des Venus-Äquators beheimatet zwei der größten Vulkane der Venus: Ozza Mons und Maat Mons (s. Titelabbildung). Schon zuvor hatten Forschende immer wieder vermutet, dass die Region auch heute noch vulkanisch aktiv sein könnte – direkte Beweise dafür gab es bislang aber nicht.

In der Magellan-Aufnahme vom Februar 1991 erschien ein Vulkanschlot noch nahezu kreisrund und bedeckte eine Fläche von etwas weniger als 2,2 Quadratkilometern. Das Bild zeigte stufige Innenwände des Schlots und Anzeichen von abgeflossener Lava entlang der äußeren Hänge. Schon diese Merkmale sprachen für vulkanische Aktivität. Die Aufnahmen der gleichen Strukturen, nun aber acht Monate später, zeigten den Schlot nun mit fast doppelter Ausdehnung und an vielen Stellen verformt. Auch zeigten sich Anzeichen dafür, dass die Vulkanöffnung nun bis zum Rand mit einem Lava-See angefüllt war.


Radaraufnahmen der Magellan-Mission zeigen veränderte Geländestrukturen eines Vulkanschlots nahe Maat Mons (l.) zwischen Februar (o.r.) und Oktober (u.r.) 1991.
Copyright: Herrick/UAF

Um die vergleichsweise geringe Auflösung der alten Daten sowie die unterschiedlichen Aufnahmewinkel der beiden 30 Jahre alten Bilder auszugleichen, erstellten die Forschende neue Computermodelle des Schlots und nutzen diese dann für weitere geologische Modellszenarien. Anhand dieser kommen die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen zu dem Schluss, dass nur eine Eruption die Unterschiede in den Aufnahmen erklären kann.

„Auch wenn es sich hier nur um einen einzigen Datenpunkt eines ganzen Planeten handelt, so zeigt sich doch, dass es auf der Venus noch in jüngster Zeit vulkanische Aktivität gab“, kommentiert der für die Modellierungen verantwortliche Scott Hensley vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA.

Die Forschenden vergleichen die Größe des Lavaflusses, der durch die Aktivität nahe Maat Mons 1991 ausgelöst wurde, mit dem der Kilauea-Eruption auf der hawaiianischen Big Island von 2018 und bauen nun auf die fortschrittlichen VERITAS-Instrumente, mit der 3-D-Modellierungen möglich sein werden und deren Auflösung im Vergleich zur Magellan-Mission deutlich höher sein wird.

https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de...phaere20230711/

Erneute Detektion von Phosphin: Gibt es Leben in der Venus-Atmosphäre?

Cardiff (Großbritannien) – Seit September 2020 die Astronomin Jane Greaves in den gemäßigten Atmosphärenschichten der Venus das potenzielle Biomolekül Phosphin detektieren konnte, herrscht eine anhaltende Kontroverse darüber, ob diese Moleküle ein Hinweis auf mikrobielles Leben auf der Venus sind oder nicht. Obwohl weitere Studien die Existenz des Gases bereits angezweifelt hatten, gelang es dem Team um Greaves nun erneut, Phosphin zu detektieren, und dies sogar in noch tieferen Schichten der Atmosphäre als zuvor.
Laut Space.com berichtete die Astronomin von der Cardiff University auf dem Jahrestreffen der Royal Astronomical Society’s National Astronomy in Cardiff über die neue Entdeckung. Die Detektion gelang mit dem James Clark Maxwell Telescope (JCMT) des Mauna Kea Observatory auf Hawaii. Die Forscher konnten demnach bis in die mittleren Atmosphärenschichten blicken.

Auf der Erde wird Phosphin von Mikroben erzeugt, die nahezu keinen Sauerstoff benötigen, stattdessen Phosphatmineralien und Wasserstoff absorbieren und als Ausscheidungsprodukt Phosphin abgegeben. Tatsächlich gibt es in der Venusatmosphäre nahezu keinen Sauerstoff. Da die Venusoberfläche selbst viel zu heiß ist, als dass hier erdartige Mikroben existieren könnten. Erst in Höhen von 48 bis 60 Kilometern erreichen die Temperaturen zwischen minus 17 und 93 Grad Celsius, weshalb man hier von einer „lebensfreundlichen Zone“ der Venus sprechen könnte. Genau hier haben die Astronomen nun auch das Phosphin entdeckt.

Potentielle Venus-Mikroben, so vermuten Astrobiologen, entstanden Ozeanen aus flüssigem Wasser, die einst – als das Venusklima noch wesentlich milder und lebensfreundlicher war – auf der Venusoberfläche existierten. Als sich die Venus dass in Folge eines massiven Treibhauseffekts zur heutigen „höllische Schwester der Erde“ erhitzte, zogen sich einige Mikroben in die gemäßigten Atmosphärenschichten zurück, wo sie sich bis heute existieren könnten, ohne je überhaupt auf die Oberfläche zu gelangen (…GreWi berichtete).

Tatsächlich könnte der Nachweis von Mikroben in der Venusatmosphäre ein Merkmal dieser erklären, das Wissenschaftler seit Jahren vor ein Rätsel stellt: Dunkle Streifen, die – so vermuteten einige Wissenschaftler bereits – von lichtabsorbierenden Bakterien erzeugt werden könnten (…GreWi berichtete). Die dunklen Streifen sind unter anderem auf UV-Aufnahmen der europäischen Sonde “Venus Express” zu erkennen (siehe Abb. l.; Copyright: ESA/MPS/DLR/IDA).

„Auf der Erde wird Phosphin entweder künstlich im Labor, oder aber von Mikroorganismen in einer sauerstoffarmen Umgebung produziert“, so die Wissenschaftlerin. „Auf natürliche Weise entsteht das Gas zumindest auf der Erde nicht.“ Aus diesem Grund wird Phosphin auf erdähnlichen Welten (zu denen die Venus trotz ihrer Unterschiede immer noch zählt) als potenzieller Biomarker angesehen, also als Hinweis auf aktives Leben. Gleichzeitig betont die Forscherin jedoch, dass alternative, nicht-biologische und bisher unbekannte Wege der Phosphinproduktion, insbesondere auf einem anderen und andersartigen Planeten, nicht ausgeschlossen werden sollten. Gerade anhand der Phosphorhaltigen Gesteine auf der Venus könnten noch unbekannte Wechselwirkungen durch Verwitterungsprozesse vielleicht Phosphingase freisetzten.

Während die Venusoberfläche mit Temperaturen von 475 Grad Celsius im Allgemeinen zwar als viel zu heiß für erdartiges Leben gilt, herrschen in rund 50 Kilometern sehr viel mildere und erdähnliche Temperaturen.

Recherchequelle: Space.com

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https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de...ktonik20231029/

Studie legt nahe: Auch die Venus hatte vor Milliarden vermutlich erdähnliche Plattentektonik:


Blick auf den Planeten Venus
Copyright: NASA/JPL

New York (USA) – Während ist die Venus-Oberfläche heute nur noch eine an lebensfeindliche Einöde darstellt, könnte sie in ferner Vergangenheit unserer Erde wesentlich ähnlicher und auch lebensfreundlich gewesen sein. Eine neuen Studie kommt nun sogar zu dem Schluss, dass die Venus früher einmal sogar über Plattentektonik verfügte. Diese gilt als eine der Voraussetzungen für die Entstehung von Leben auf der Erde. Auf diese Weise zeichnet das Forschungsergebnis faszinierende Szenarien bezüglich der Möglichkeit von frühem Leben auf Venus, ihrer evolutionären Vergangenheit und der Geschichte des Sonnensystems.
Wie das Team um Matt Weller von der Brown University aktuell im Fachjournal „Nature Astronomy“ (DOI: 10.1038/s41550-023-02102-w) berichtet, basiert ihre Analyse auf Computermodellierungen atmosphärischer Daten zur Venus. Diese zeigen, dass die Zusammensetzung der aktuellen Atmosphäre (hauptsächlich Stickstoff und Kohlendioxid) und der Oberflächendruck des Planeten nur als Ergebnis einer frühen Plattentektonik möglich gewesen wären. Dieser Prozess, der für die Entstehung von Leben entscheidend ist, beinhaltet das Verschieben, Ziehen und Gleiten mehrerer Kontinentalplatten über- und untereinander.

Neben flüssigem Wasser (bestenfalls an oder zumindest nahe der Planetenoberfläche) gilt vielen Astrobiologen auch die Plattentektonik als eine der wichtigsten Voraussetzungen für die Entstehung von Leben auf einem Planeten. Der Grund hierfür ist u.a. vulkanische Aktivität entlang der Plattengrenzen, durch die Gase aus dem Planeteninneren in dessen Atmosphäre gelangen. Hier trägt etwa das Treibhausgas Kohlendioxid (CO2) zu einer Erwärmung von Gesteinsplaneten bei. Durch Verwitterungsprozesse wird das so in die Atmosphäre gegebene CO2 auch wieder auf die Erdoberfläche gezogen, wo es in das Oberflächengestein eindringen kann und hier eine Zutat des Lebens bildet. Auch der Prozess der Subduktion, wenn eine Platte sich unter eine andere in den Planetenmantel schiebt, trägt zum Kohlenstoffkreislauf eines Planeten bei. Während Plattentektonik von der Erde und ihren Kontinenten bzw. Kontinentalplatten hinreichend bekannt ist, gibt es aber auch Planeten, deren Planetenkruste eben nicht aus verschiedenen Platten, sondern nur einer globalen Platte besteht. Auf der Erde intensivierte sich dieser Prozess über Milliarden von Jahren hinweg, bildete neue Kontinente und Gebirge und führte zu chemischen Reaktionen, die die Oberflächentemperatur des Planeten stabilisierten und so eine Umgebung schufen, die für die Entwicklung von Leben günstiger war. Die Frage, ob Plattentektonik tatsächlich eine Grundvoraussetzung für Leben auf einem Planeten ist, wird allerdings weiterhin kontrovers diskutiert (…GreWi berichtete).
Obwohl von ähnlicher Größe, Dichte, Beschaffenheit und Sonnenabstand, hat sich die Venus gänzlich anders entwickelt als unsere Erde und weist heute Oberflächentemperaturen auf, die Blei zum Schmelzen bringen könnten. Eine bisherige Erklärung für diese Entwicklung war auch die, dass man davon ausging, dass die Venus eine „statische Decke“ hatte – also über keine Plattentektonik verfügte. Auf diese Weise hätte es nur eine einzige Platte gegeben, mit minimalem Spiel für Bewegung und der Freisetzung von Gasen in die Atmosphäre.

Die aktuelle Studie vermutet nun, dass dies nicht immer der Fall war. „Um die Fülle von Stickstoff und Kohlendioxid in der Atmosphäre von Venus zu erklären, muss die Venus nach der Bildung des Planeten vor etwa 4,5 bis 3,5 Milliarden Jahren irgendwann eine Plattentektonik, ähnlich wie jene der Erde, gehabt haben“, so die Forschenden.

Auf diese Weise wäre es auch möglich, dass auch auf der frühen Venus zumindest mikrobisches Leben entstanden sein könnte, bevor sich Erde und Venus so drastisch auseinander entwickelten.

„Bisher haben wir über den tektonischen Zustand von Planeten nur in binären Begriffen nachgedacht: Entweder hat ein Planet Plattentektonik, oder er hat keine“, so Alexander Evans, Mitautor der Studie und Assistenzprofessor für Geowissenschaften, Umwelt und Planetenwissenschaften an der Brown University. „Unsere Studie zeigt nun aber, dass Planeten in verschiedene tektonische Zustände übergehen können, und das ist möglicherweise ziemlich verbreitet. Die Erde könnte eine Ausnahme sein. Das bedeutet auch, dass sich die Frage nach dr Lebensfreundlichkeit eines Planeten verändern kann.“

Laut dem Artikel ist dieses Konzept auch für das Verständnis der Eismonde im Sonnensystem wichtig, denn schon beim Jupitermond Europa gibt es Hinweise auf eine erdähnliche Plattentektonik (…GreWi berichtete).

Die bevorstehenden NASA-DAVINCI-Missionen, die Gase in der Venusatmosphäre messen werden, könnten dazu beitragen, die Ergebnisse der Studie zu festigen. In der Zwischenzeit planen die Forscher, sich eingehend mit einer zentralen Frage zu befassen, die der Artikel aufwirft: Was ist mit der Plattentektonik auf Venus passiert? Die Theorie im Artikel legt nahe, dass der Planet letztendlich zu heiß und seine Atmosphäre zu dick wurde, wodurch die notwendigen Voraussetzungen für tektonische Bewegungen regelrecht austrockneten.

Weitere Details darüber, wie dies geschehen ist, könnten zudem auch wichtige Auswirkungen auf die Erde haben: „Das wird der nächste entscheidende Schritt sein, um Venus, ihre Entwicklung und letztendlich das Schicksal der Erde zu verstehen“, sagte Weller. „Welche Bedingungen werden uns dazu zwingen, eine Venus-ähnliche Entwicklung zu durchlaufen, und welche Bedingungen könnten es der Erde ermöglichen, lebensfreundlich zu bleiben?“

Recherchequelle: Brown University
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https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de...-leben20240126/

Weitere chemische Anomalien in der Venusatmosphäre wecken Hoffnung Leben:


Eine Ansicht der Venus im ultravioletten Licht, aufgenommen von der europäischen Sonde „Venus Exress“. Dunkle Streifen markieren UV-absorbierende Strukturen in der Venusatmosphäre, die Forscher bislang noch vor ein Rätsel stellen. Einige glauben, es könnten Bakterien sein.
Copyright: ESA/MPS/DLR/IDA

Cambridge (USA) – Die Entdeckung von Phosphin in den gemäßigten Schichten der Venusatmosphäre hat Hoffnungen auf dortiges einfaches Leben, zugleich aber auch Kritik an dieser Lesart der Daten geweckt. Allerdings offenbart die Venus neben dem Biomarker Phosphin noch weitere chemische Anomalien, die auf Leben auf der Venus hindeuten könnten. Einige Wissenschaftler fordern nun endlich eine astrobiologische Mission zur „höllischen Schwester unserer Erde“.
Tatsächlich spekulieren Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen schon länger über die Möglichkeit von mikrobischem Leben in den mittleren Atmosphärenschichten der Venus, innerhalb derer auf Höhen zwischen 48–60 Kilometern gemäßigte „irdische“ Temperaturen und Druckverhältnisse vorherrschen, während es auf der Venusoberfläche bis zu 464 Grad Celsius heiß ist. Zum Vergleich: Die mittlere Temperatur auf der Erde liegt bei 15 Grad Celsius.

In einem bislang erst vorab via ArXiv.org veröffentlichten Artikel berichtet das Team um den Planetenwissenschaftler Janusz Petkowski vom Department of Earth, Atmospheric and Planetary am Massachussetts Institute of Techgnology (MIT) über das „astrobiologische Potenzial chemischer Anomalien in der Venusatmosphäre und anderer bislang unerklärter [Venus]-Wolkeneigenschaften“.

Während es auf der Venusoberfläche also kein flüssiges Wasser geben kann, wäre dies in den milden Atmosphärenschichten also durchaus möglich. Tatsächlich wurden schon immer in der Venusatmosphäre chemische Bedingungen gemessen, die Forschenden bis heute Rätsel aufgeben.

So werden bereits seit Jahrzehnten ungewöhnlich hochkontrastreiche Strukturen in der Venusatmosphäre im ultravioletten Lichtspektrum beobachtet (s. Titelabbildung), die sich übereinstimmend mit der Bewegung der oberen Wolkendecke der Venus einmal alle vier Tage den Planeten umkreisen. Bis heute konnten diese „dunklen Streifen“ nicht befriedigend erklärt werden, weshalb bis heute von einem „unbekannten UV-Absorbierer“ gesprochen wird.

„Trotz jahrzehntelanger Beobachtung dieser Strukturen konnten keine der bislang vorgeschlagenen Moleküle die Beobachtungsdaten umfänglich erklären“, erläutert der aktuelle Artikel. „Umso wichtiger ist es, dass wir mit einer zukünftigen Mission herausfinden, um was es sich bei diesem UV-Absorbierer handelt: „Der Absorbierer ist erstaunlich effizient und fängt 50 Prozent der Sonnenergie ein, die die Venus erreicht, was wiederum direkte Auswirkungen auf die atmosphärischen Strukturen und Dynamik der Venusatmosphäre.“

Einige Forscher haben bereits darüber spekuliert, ob es sich bei diesen Strukturen um das Ergebnis biologischer Aktivität in der Atmosphäre der Venus handelt (…GreWi berichtete). „Tatsächlich stimmen die spektralen Eigenschaften dieser Venusatmosphären-Strukturen mit dem Spektrum einiger irdischer Bakterienarten überein”, berichten Petkowski, Kollegen und Kolleginnen.

Auch in den niedrigeren Wolkenschichten finden sich Partikelformen (Mode 3), die nicht alleine flüssiger Natur sein können. Um was genau es sich handelt, ist bislang noch unklar. Doch einige Forscherinnen und Forscher spekulieren über die Möglichkeit, dass es sich etwa um Leben selbst oder die Auswirkungen davon handelt. Auch hierzu brauche es eigenen Missionen, um dieses Rätsel vor Ort zu überprüfen.

Auch einige bereits gemessenen Spurengase stellen Wissenschaftler vor ein Rätsel, ebenso wie von den Missionen „Venera“ und „Pioneer“ gemessene Werte von Sauerstoff. Woher dieser auf der Venus stammen könnte, ist weiterhin unklar.

„Da die meisten Venus-Rätsel bislang sowohl eine biologische, aber auch nicht-biologische Erklärung haben könnten, braucht es endlich eine eigene astrobiologische Mission, die diesen Fragen vor-Ort auf den Grund geht“, so Petkowski abschließend.

Recherchequelle: ArXiv.org
© grenzwissenschaft-aktuell.de