{"id":3589,"date":"2010-10-13T03:24:50","date_gmt":"2010-10-13T01:24:50","guid":{"rendered":"http:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/?p=3589"},"modified":"2010-10-12T13:25:12","modified_gmt":"2010-10-12T11:25:12","slug":"wo-ist-das-wasser-der-venus-hin","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bernd-leitenberger.de\/blog\/2010\/10\/13\/wo-ist-das-wasser-der-venus-hin\/","title":{"rendered":"Wo ist das Wasser der Venus hin?"},"content":{"rendered":"<p>So heute mal ein Beitrag aus dem Bereich Astronomie. Auch das ist ja eines meiner Interessengebiete. Ich denke da wird noch mehr kommen. Ich m&ouml;chte auch ank&uuml;ndigen, dass ich vom 7-14.11. eine Woche keinen Blog machen kann und hoffe bis dahin noch einige Gastbeitr&auml;ge eingeschickt bekomme um die L&uuml;cke zu f&uuml;llen und vielleicht schreiben Thomas und Kevin ja einige Gastbeitr&auml;ge. Sie k&ouml;nnen das ja direkt.<\/p>\n<p>So, nun wo ist das Wasser der Venus hin? Das ist eine gute Frage, Denn die Erde hat Wasser und auch der Mars, wenn auch nicht mehr so viel wie fr&uuml;her. Die Venus ist dagegen weitgehend trocken. Die gesamte Wassers&auml;ule in der Atmosph&auml;re w&uuml;rde nur eine 3 cm dicke Wasserschicht geben. W&uuml;rde man das Wasser der Ozeane dagegen gleichm&auml;&szlig;ig verteilen, so bek&auml;me man eine 3000 m dicke Wasserschicht. Woher kommt also der Unterschied um den Faktor 100.000?<!--more--><\/p>\n<p>Nun nach den g&auml;ngigen Vorstellungen &uuml;ber die Entstehung des Sonnensystems war Wasser eines der h&auml;ufigsten Elemente im Urnebel. Das heist jeder der Protoplaneten hatte die Chance Wasser zu binden. Ob dies gelingt hing von einigen Faktoren ab: Die wichtigsten sind die Entfernung von der Sonne und die Gr&ouml;&szlig;e des Protoplaneten. Wenn der Himmelsk&ouml;rper weit genug von der Sonne entfernt ist, dann gefriert das Wasser zu Eis und es kann nicht mehr verdampfen. Auch kleine Himmelsk&ouml;rper k&ouml;nnen so viel Wasser binden. so bestehen die Monde ab Saturn weitgehend aus Eis, bei Jupiter ist es abh&auml;ngig von der Entfernung: Kallisto enth&auml;lt gr&ouml;&szlig;ere Mengen, Io praktisch kein Wasser: Je n&auml;her der K&ouml;rper Jupiter ist desto st&auml;rker wurde er durch Gezeitenkr&auml;fte durchgewalkt (und dadurch erw&auml;rmt) und desto h&ouml;her die Chancen, dass Gase von Jupiter aufgesogen wurden.<\/p>\n<p>Nach den g&auml;ngigen Theorien sollten die erd&auml;hnlichen Planeten alle Wasser in ungef&auml;hr der gleichen Menge aufweisen, aber aus unterschiedlichen Gr&uuml;nden verloren haben. Bei Merkur ist es einfach: Er ist zu klein, Zudem ist er nahe an der Sonne. Wasser war immer gasf&ouml;rmig und wie auch alle anderen Gase (Merkur hat keine Atmosph&auml;re) ging der Wasserdampf verloren.<\/p>\n<p>Mars auf der anderen Seite ist auch klein, aber weiter von der Sonne entfernt. Er kann zwar auch nicht Wasserdampf halten (auch nicht deutlich schwere Molek&uuml;le, weshalb die Atmosph&auml;re heute sehr d&uuml;nn ist), aber er war weit genug weg, dass das Wasser dort ausfrieren konnte und nun zum gr&ouml;&szlig;ten Teil in unterirdischem Permafrost steckt. Aber auch dies ist nur ein kleiner Teil des urspr&uuml;nglichen Wassers war. Denn immer wieder wurde der Mars wieder w&auml;rmer, Wasser taute auf, verdampfte bei dem niedrigen Atmosph&auml;rendruck und ging verloren.<\/p>\n<p>Die Erde konnte ihr Wasser halten. Sie ist gro&szlig; genug und weit genug von der Sonne entfernt, dass es fl&uuml;ssig und nicht gasf&ouml;rmig ist. Die Venus gleicht der Erde, warum lief es so viel anders?<\/p>\n<p>Als man die Venus nur im Fernrohr als wolkenverhangenen Planeten kannte, so bis Anfang der sechziger Jahre, spekulierte man &uuml;ber die Zusammensetzung der Atmosph&auml;re und wie es dort aussehen w&uuml;rde. W&uuml;rde man die Erde an die Position der Venus setzen, so w&uuml;rde sie eine Oberfl&auml;chentemperatur von 38?C aufweisen.<\/p>\n<p>So dachte man die im Teleskop sichtbaren Wolken w&uuml;rden aus Wasserdampf bestehen und dort g&auml;be es eine subtropische Vegetation. Nun bestehen die Wolken aus Schwefeldioxid und die Bodentemperaturen liegen bei 480 ?C.<\/p>\n<p>Was ist passiert? Bis heute ist noch viel zu kl&auml;ren bei der Venus. Es ist bis heute nicht m&ouml;glich, die Oberfl&auml;che l&auml;ngere Zeit intensiver zu untersuchen und die letzten direkten Messungen der Atmosph&auml;re sind auch ein 25 Jahre alt. So bleibt nur die Erkundung auf dem Orbit und die ist durch die dichte Atmosph&auml;re behindert. So bleibt viel spekulativ. Was man von Messungen von Pioneer Venus und von Untersuchungen von Venus Express weiss, ist das es eine Anreicherung an Deuterium gibt.<\/p>\n<p>Deuterium ist eine Form des Wasserstoffs mit einem zus&auml;tzlichen Neutron im Atomkern, er ist doppelt so schwer wie der normale Wasserstoff. Er kommt zu einem kleinen Bruchteil neben dem normalen Wasserstoff vor. Da er doppelt so schwer ist, ist es f&uuml;r ihn schwieriger aus dem Gravitationsfeld zu entkommen. Er wird angereichert. Die Anreicherung ist um so gr&ouml;&szlig;er je mehr Wasserstoff der Planet im Laufe der Zeit verloren hat. Es gibt nun bei der Venus eine deutliche Deuteriumanreicherung um den Faktor 10 vorhanden. Das bedeutet, dass die Venus einen gro&szlig;en Teil ihres Wassers verloren hat. Die Frage ist nur wie viel? Dar&uuml;ber gehen die Meinungen auseinander. Am oberen Ende steht ein postulierter Wasserdampfpartialdruck von 26 Mpa, das korrespondiert einer Wassers&auml;ule von 1600 m. Am unteren Ende die direkte Zuordnung zum H\/D Verh&auml;ltnis, also der Verlust von 9\/10 des Wassers, was w&auml;ren dann 0,3 m. Weniger kann es nicht sein.<\/p>\n<p>Was wahrscheinlich passiert ist, dar&uuml;ber scheint aber Gewissheit zu bestehen: Es gab einen explodierenden Treibhauseffekt. Bei allen erd&auml;hnlichen Planeten bestand die Uratmosph&auml;re aus Kohlendioxid, Methan und vor allem Wasserdampf. Was passierte auf der Erde? Sie k&uuml;hlte ab. Die Uratmosph&auml;re hatte einen starken Treibhauseffekt, aber irgendwann fiel trotzdem die Oberfl&auml;chentemperatur ab, soweit dass Wasser in fl&uuml;ssiger Form existieren konnte. Damit entfiel zum einen ein Treibhausgas &#8211; der Treibhauseffekt wurde geringer und noch gravierender: In Wasser l&ouml;sten sich auch Kohlendioxid und Methan wodurch der Effekt noch kleiner wurde.<\/p>\n<p>Bei der Venus fiel niemals die Temperatur so weit ab, dass Wasser fl&uuml;ssig wurde. Damit kam es zu einer R&uuml;ckkopplung: Die fr&uuml;he Venus war vulkanisch und tektonisch viel aktiver als heute und sie spuckte neue Gase aus &#8211; der Treibhauseffekt wurde st&auml;rker und die hohen Temperaturen verhinderten eine Abk&uuml;hlung der Oberfl&auml;che, wodurch diese noch hei&szlig;er wurde und noch mehr Gase ausspuckte. Ein Model postuliert, dass dies soweit ging bis die Oberfl&auml;che eine Temperatur von 800-1000?C erreicht hat. Bei dieser Temperatur beginnen zahlreiche unedle Elemente mit dem Wasser zu reagieren, speziell Elemente der Eisengruppe. Aus Eisen\/Eisensulfid wird Eisenoxid und es entsteht freier Wasserstoff und Schwefeldioxid. Der Wasserstoff geht ins Weltall verloren und das Schwefeldioxid finden wir noch heute in der Atmosph&auml;re (der Gro&szlig;teil wird auch mit der Kruste reagiert haben).<\/p>\n<p>Selbst wenn es nicht soweit kommt, wird die Venus durch Photodissoziation Wasserstoff verlieren und der Sauerstoff kann dann (schon bei normalen Temperaturen) mit der Oberfl&auml;che reagieren.<\/p>\n<p>Das sind die Tehorien &uuml;ber den Verlust der Atmosph&auml;re der Venus. Doch viel ist eben noch ungekl&auml;rt. Vor allem ist der genaue Verlauf ungekl&auml;rt. Und: Vor 500-Millionen Jahren wurde die gesamte Oberfl&auml;che umgestaltet &#8211; k&ouml;nnte das nicht die Atmosph&auml;re ver&auml;ndert haben? Doch dazu sp&auml;ter mehr. Das schreit doch nach einem Venus -Atmosph&auml;renballon um mehr &uuml;ber die Atmosph&auml;re zu erfahren. W&auml;re das nicht eine Tolle Idee f&uuml;r einen Gastbeitrag von Kevin?<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>So heute mal ein Beitrag aus dem Bereich Astronomie. Auch das ist ja eines meiner Interessengebiete. Ich denke da wird noch mehr kommen. 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