Techniklexikon

Venus

Astronomie und Astrophysik, Abendstern, Morgenstern, der zweite Planet des Sonnensystems. Der Planet Venus ist mit einem Äquatordurchmesser von 12 104 km nur geringfügig kleiner als die Erde. Auch ihre mittlere Dichte von 5,24 g / cm³ entspricht derjenigen der Erde. Anders als die Erde besitzt die Venus aber eine dichte und heisse Atmosphäre, die zum grössten Teil aus Kohlendioxid und Schwefelverbindungen besteht. Der Druck am Boden beträgt etwa das 90fache des Drucks der Erdatmosphäre und die Oberflächentemperatur liegt bei etwa 740 K. Freies Wasser kann unter diesen Bedingungen nicht auftreten.

Bis zur Landung der ersten Raumsonden in den 60er Jahren des 20.Jh. auf Venus war wenig über den Planeten bekannt, da die dichten Wolkenschichten den Blick auf die Venusoberfläche verhindern. Bilder der sowjetischen Sonden Venera 7 und 9 und in den 80er Jahren von Venera 13 und 14 (astronomische Sonden und Satelliten) zeigen eine von basaltähnlichem Material übersäte Oberfläche. Die mit den Sonden durchgeführten Messungen zeigten zudem, dass die Venus rückläufig rotiert, wobei sie sich in 243 Tagen einmal um ihre eigene Achse dreht. Ein Venusjahr dauert dagegen nur 224,7 Tage. Die meisten amerikanischen Raumsonden zur Venus trugen Radargeräte an Bord, die eine Kartierung der Venusoberfläche ermöglichten, wobei insbesondere die Raumsonde Magellan Karten hoher räumlicher Auflösung lieferte. Diese Karten zeigen drei prinzipiell unterschiedliche  Geländearten, deren Interpretation die Venus-Geologen vor einige Probleme stellt: vulkanische Regionen, Einschlagkrater und tektonische Regionen. Zu den vulkanischen Regionen gehören etwa 150 grosse Schildvulkane, aber auch hunderte von vulkanischen Aufwölbungen. Lavaströme brechen allerdings eher aus Rissen in der Venuskruste hervor und besitzen Längen von einigen hundert Kilometern, da das Magma auf Grund der Umweltbedingungen langsamer auskühlt und erstarrt. Die etwa 1 000 bekannten Einschlagkrater weisen ein Grössenspektrum von etwa 10-300 km auf. Das beim Einschlag ausgeworfene Material ist eng um diese Krater konzentriert, wodurch erkennbar wird, dass am Boden der Venusatmosphäre keine hohen Windgeschwindigkeiten herrschen. Gräben, Bergketten und Hochplateaus lassen erkennen, dass die Venus tektonisch aktiv ist. Alterschätzungen einiger Regionen, die auf der Grösse und Dichte von Meteorkratern beruhen, zeigen allerdings, dass die gesamte Venusoberfläche ein Alter von einigen hundert Millionen Jahren besitzt. Schwerkraftanomalien, die zu Veränderungen in der Geschwindigkeit der Raumsonden führen, geben Hinweise auf eine Kruste, die mit etwa 200 km deutlich dicker ist als die Erdkruste, was tektonische Aktivitäten erschweren sollte. Zusammengenommen führten die verschiedenen Messungen auf ein Modell, demzufolge sich die heutige Oberfläche vor etwa 300-500 Millionen Jahren plötzlich, d.h. im Verlauf von etwa einer Million Jahre, bildete und die Venus seitdem geologisch weitgehend inaktiv ist. Vulkane und Aufwölbungen erklärt man sich durch Hotspots in einem Magmamantel der Venus, der unterhalb der Kruste beginnt und bis zu einem dichten Eisenkern im Inneren der Venus reicht.

Durch die Interpretation der Venusgeologie erhofft man sich auch Hinweise auf die Klimageschichte der Venus. Die grossen Ähnlichkeiten zur Erde lassen nämlich vermuten, dass die Venus früher auch grosse Wassermengen besass, dann aber vollständig austrocknete. Dabei konkurrieren zwei Modelle miteinander. Das sog. nasse Treibhausmodell geht davon aus, dass die Venus anfänglich ebenfalls mit Wasser bedeckt war. Durch die höhere Sonneneinstrahlung, die in der Folge höhere Temperatur und den starken Treibhauseffekt konnte das Wasser aber weitgehend verdunsten. In der oberen Atmosphäre wurde der Wasserdampf durch die solare UV-Strahlung zersetzt, wobei der Wasserdampf in den Weltraum entwich und der Sauerstoff chemisch im Gestein gebunden wurde. Das runaway-Modell geht dagegen davon aus, dass die Venus von Anfang an zu heiss war, um freies Wasser zu ermöglichen. Der Wasserdampf kondensierte damit nie aus und wurde rasch von der UV-Strahlung zersetzt.