Planet Venus

Die Venus als langsam verdampfender Gasriese auf dem Weg ins Innere des Sonnensystems hätte aber sicherlich die Erde nicht unbeeinflusst gelassen. Müssten sich nicht von dermaßen umwälzenden Ereignissen nicht noch Spuren finden lassen?

Warum ist die Atmosphäre der Venus eigentlich so dicht?
Und warum ist der CO2 Gehalt so hoch?

Die Venus hat kein Wasser welches durch abregnen die Atmosphäre ausgewaschen hat wie auf der Erde.
So ist eine Theorie.

mfg thomas

War von Anfang an auf der Venus kein Wasser vorhanden, bzw. ist es nie zur Ausgasung von Wasser gekommen?
Dann bräuchte man ein Modell, das erklären würde, warum Venus und Erde trotz der Tatsache, dass beide im selben Prozess entstanden sind, unterschiedlich zusammengesetzt sind.

Oder hat sich das Wasser aufgrund der geringeren Lage zur Sonne verflüchtigt?

Das Wasser konnte aufgrund der größeren Hitze auf der Venus nicht kondensieren und hat sich daher nach und nach ins All verflüchtigt.
http://www.spektrum.de/news/warum-entwickelte-sich-venus-so-verschieden-von-der-erde/1195733
Ich mein auch mal irgendwo folgendes gelesen zu haben: Das Wasser auf der Venus wurde wohl durch die große Hitze/Strahlung nach und nach in H und O aufgespalten, und das H hast sich dann durch die Nähe zur Sonne (Sonnenwind, nicht genug Gravitation, ist bei der Erde nicht anders) verflüchtigt.

Ok,
es gibt doch aber auch Theorien, dass früher die Venus der Erde auch in Hinblick auf die Atmosphäre geähnelt hat, das ist gut möglich, die Venus liegt am Rande der habitabeln zone, mit etwas höherem Druck als 1 bar waere flüssiges Wasser möglich.
Aber bei dem was du geschrieben hast, verstehe ich eines nicht
 Rechnet man sich den verflüchtigen Wasserdampf dazu, kommt man auf eine Atmosphäre, welche noch viel dichter ist, als die heutige. Ist das vorstellbar?

Ok,
es gibt doch aber auch Theorien, dass früher die Venus der Erde auch in Hinblick auf die Atmosphäre geähnelt hat, das ist gut möglich, die Venus liegt am Rande der habitabeln zone, mit etwas höherem Druck als 1 bar waere flüssiges Wasser möglich.
Aber bei dem was du geschrieben hast, verstehe ich eines nicht
 Rechnet man sich den verflüchtigen Wasserdampf dazu, kommt man auf eine Atmosphäre, welche noch viel dichter ist, als die heutige. Ist das vorstellbar?

Wie unterschiedlich die Ansätze sind, die zum heutigen Zustand der venus geführt haben, kann man in diesem Forum prima nach lesen.
Da ist alles dabei zwischen ehemaliger Gasplanet (was ich für weniger wahrscheinlich halte) bis hin zu einem Zustand, an dem sich beide Planeten (Erde und venus) stark ähnelten.

Irgend ein Ereignis scheint aber statt gefunden zu haben, da die Venus auch als einziger Planet retrograd rotiert, wenn auch langsam. womöglich fand auch hier ein heftiger Impact statt, der den heutigen Drehimpuls der Venus (mit)verursachte. Während bei der Kollision der Erde mit Theia der Mond entstand, gab es dabei offensichtlich wohl keine Trümmerwolke. Oder diese ist wieder vollständig abgestürzt. Allerdings spricht die vergleichsweise perfekte Kreisbahn der Venus um die Sonne gegen solch ein Ereignis.
Soweit ich weiss, ist die Hypothese, dass der Merkur dieser (entlaufene) Mond gewesen wäre, vom Tisch.

Achso, insgesamt gibt es also drei große Theorien.

1. Venus früher erdähnlich und durch Treibhauseffekt hat sich die Atmosphäre verdichtet.
2. Venus früher ein Gasplanet, der Großteil der Atmosphäre verloren hat.
3. Venusatmosphäre noch in ihrer Urform, konnte sich niemals verdünnen und lebensfreundlicher werden.

Es gibt ja die Spekulation, dass innerhalb der Venusatmosphäre Mikroben existieren. Könnte man das irgendwie mit einer Sonde untersuchen?. Bis jetzt hat man ja nur unterschiedliche Gase nachgewiesen, bzw. dunkle Flecken entdeckt, in denen Sonnenlicht absorbiert wird. Aber wie könnte man noch mehr Beweise suchen. Mit viel finanziellem Aufwand könnte man eine Sonde mit genaueren Untersuchungsgeräten in die Atmosphäre eintauchen lassen, aber die Instrumente würden wohl kaputt gehen, oder?. Gibt es in die Richtung schon Vorhaben?
Es stellt sich natürlich noch die Frage, wie man diese Lebensformen von Bakterien, die die Sonde von der Erde mitgebracht hat unterscheiden soll?. Kann man in eine Sonde ein DNA Untersuchungsgerät einbauen? Schließlich ist es höchstwahrscheinlich, dass die Kodierung des Erbguts bei den Venusbewohnern anders funktioniert als bei uns.

Es gibt einen wesentlichen Unterschied zwischen den Planeten Venus und Erde: auf der Erde gibt es die Plattentektonik, d.h. das Verschieben und Abtauchen (Subduktion) von Bruchstücken der Erdkruste ("Platten"), die durch Konvektionsströmungen im Erdmantel angetrieben wird.

Die Plattentektonik bewirkt, dass enorme Mengen von Seeboden-Sedimenten entlang der Subduktionszonen abtauchen und in den Erdmantel verfrachtet werden. In diesen Sedimenten sind große Mengen an Karbonaten gebunden, die damit dem Meer das Kohlendioxid entziehen, wodurch es möglich wird, dass die Atmosphäre weiteres CO2 in die Ozeane abgibt.

Das ist ein Prozess, der im Laufe von vielen Millionen Jahren ein relativ stabiles Gleichgewicht erreicht hat, so dass der Kohlendioxid-Anteil in der Erdatmosphäre über lange Zeiten ziemlich konstant geblieben ist.

Ein weiterer Effekt ist, dass die Erde durch diesen Kreislauf (also sowohl durch die Mantelkonvektion als auch durch das Abtauchen und die Neubildung von Krustenmaterial) ständig kontinuierlich Wärmeenergie aus dem Inneren abgeben kann.

Auf der Venus entsteht durch die fehlende Plattentektonik eine sehr dicke Kruste, die schlecht wärmeleitend ist. Vermutlich ist das ein Grund für die relativ junge Venusoberfläche (wenige Krater), da es im Abstand von einigen hundert Millionen Jahren durch den Wärmestau im Inneren zu gewaltigen Eruptionen kommt, die große Teile der Oberfläche mit dünnflüssiger Lava fluten.

Ein weiterer Unterschied ist das Wasser, das auf der Erde dafür sorgt, dass CO2 (Stichwort saurer Regen) aus der Atmosphäre und Verwitterungsprodukte vom Land ins Meer gewaschen werden.

Der Wassermangel auf der Venus hat wahrscheinlich mehrere Gründe:

1. Die größere Sonnennähe zusammen mit dem höheren CO2-Gehalt hat die Bildung von flüssigem Wasser verhindert. Evtl. hat die Venus auch weniger Wasser aus dem Kometenregen nach dem Abschluss der Planetenbildung erhalten als die Erde.

2. Aufgrund des fehlenden Magnetfeldes ist das Wasser in der Atmosphäre durch die hohe Strahlungsintensität zerlegt worden. Der Wasserstoff ist ins All verschwunden während der Sauerstoff aufgrund der hohen Temperaturen sofort Oxide mit allen möglichen Elementen gebildet hat. Die Atmosphäre der Venus ist also vergleichsweise sauerstoffreich, aber der Sauerstoff ist halt an Kohlenstoff und Schwefel gebunden.

Warum sich auf der Venus keine Plattentektonik entwickelt hat, könnte evtl. mit dem fehlenden Mond zusammenhängen, der die Erde in der Anfangszeit ziemlich durchgeknetet und die Erdkruste immer wieder aufgebrochen hat und evtl. sogar die Ausbildung von stabilen Konvektionsströmen im Erdmantel begünstigt hat.

Die Konvektionsströme im Erdmantel erzeugen eine positive Rückkopplung, d.h. durch die starke Abkühlung an der dünnen und kalten Seebodenkruste sinkt das vorher aufgestiegene Mantelmaterial ab und hält die Zirkulation aufrecht. Da es auf der Venus keine solchen "Cold Spots" gibt, verlaufen dort die thermischen Austauschprozesse viel diffuser und deutlich weniger effektiv. Dadurch also sowohl der Wärmestau im Venusmantel, als auch das fehlende Magnetfeld.

Robert

Danke, super Betrag, rok! 

Es gibt einen wesentlichen Unterschied zwischen den Planeten Venus und Erde: auf der Erde gibt es die Plattentektonik, d.h. das Verschieben und Abtauchen (Subduktion) von Bruchstücken der Erdkruste ("Platten"), die durch Konvektionsströmungen im Erdmantel angetrieben wird.

Die Plattentektonik bewirkt, dass enorme Mengen von Seeboden-Sedimenten entlang der Subduktionszonen abtauchen und in den Erdmantel verfrachtet werden. In diesen Sedimenten sind große Mengen an Karbonaten gebunden, die damit dem Meer das Kohlendioxid entziehen, wodurch es möglich wird, dass die Atmosphäre weiteres CO2 in die Ozeane abgibt.

Hallo,

die Konvektionsstroeme sind aber keine Foerderbaender, auf denen sich die Platten bewegen. Hauptantrieb fuer diese ist die Gravitation: die frische, heisse und dadurch weniger Dichte an den Mittelozeanischen Ruecken "rutscht" in beide Richtungen diese Ruecken hinab, und schiebt dabei die aeltere Kruste vor sich her. An den Subduktionszonen zieht die abtauchende Kruste den Rest der Platte nach. Diese beiden Prozesse - ridge push und slab pull^ - sind die Hauptantriebe fuer die Bewegung der Platten.

Tiefseesedimente enthalten auch kein / kaum Karbonat, sondern bestehen im wesentlichen aus Tonmineralen und anderen Silikaten. Grund hierfuer ist die calcite (bzw Aragonite) compensation depth (CCD). Sinkt krabonatisches Mineral in den Ozeanen nach unten, loesst es sich langsam auf. Bei Aragonit geht das etwas schneller als bei Calcit^^ und haengt auch etwas von den lokalen Temperaturbedingungen ab, aber am Boden der Tiefseebecken kommt kein Karbonat mehr an. Das meiste Karbonat wird daher auf den Schelfbereichen angesammelt, welche aber noch kontinentale Kruste sind welche so gut wie nie subduziert wird, da zu leicht. Daher gibt es heute keine ozeanische Kruste, welche aelter als etwa 200 Mio Jahren ist^^^, aber kontinentale Kruste mit mehreren Milliarden Jahren Alter. 

^ Als slab bezeichnet man das abtauchende Plattenstueck, ridge ist der Ruecken

^^Aragonit und Calcit sind beide Calciumkarbonat - CaCO3 - , aber mit unterschiedlicher Kristallstruktur. Beide bauen die Skelette und Schalen vieler mariner Lebewesen auf.

^^^ es gibt obduzierte ozeanische Krustenstuecke, also Ozeanboden der durch besondere Gegebenheiten auf die kontinentale Erdkruste aufgeschoben und so erhalten wurde (bspw auf der Insel Zypern oder im Oman). Ist aber vergleichsweise selten.

Naja,

bevor ich aus meinen alten Lehrbüchern zitiere:

 "Nach ihrem Absterben werden die meisten durch Absinken unter die Kompensationstiefe wieder aufgelöst, aber ein Teil bleibt erhalten und bildet am Meeresboden Carbonatsedimente. Im Laufe der Jahrtausende wird dieser Meeresboden infolge der Plattentektonik von den mittelozeanischen Rücken zu den Subduktionszonen an den Kontinentalrändern transportiert. Dort wandert er zusammen mit der absinkenden ozeanischen Platte ins Erdinnere." (Wikipedia)


So ist es, wie du es formulierst:

"Hauptantrieb fuer diese ist die Gravitation: die frische, heisse und dadurch weniger Dichte an den Mittelozeanischen Ruecken "rutscht" in beide Richtungen diese Ruecken hinab, und schiebt dabei die aeltere Kruste vor sich her."

Und das ist das venusische Problem, es gibt keine lokale Abkühlung (ich hab das mal "cold spots" genannt), die die Konvektion unterhalb der Kruste antreibt. Daher ist die Mantelkonvektion in der Venus eher diffus und führt damit zu einem Wärmestau unterhalb der dicken isolierenden Kruste, bis sich soviel Wärme angesammelt hat, dass es zu großflächigen Flutvulkanen kommt.

Robert

Plattentektonik hat doch nichts mit einem Mond zu tun, der Einfluss der Gezeitenkräfte ist vergleichsweise gering.
Das es auf der Venus keine Plattentektonik gibt, hat doch zwei andere gruende:
1. hohe temperatur:
Risse in der Kruste heilen schneller und verhindern plattenbildung.
2. kein Kristallwasser in der Kruste. Aufschmelzen wird erschwert.

Aber mal eine Frage: Bis jetzt gehen wir davon aus, dass die Venus immer lebensfeindlich war, es gibt ja aber auch Theorien, dass die früher sehr erdähnlichen war.
Trotz dem fehlenden magnetfeld und der näheren sonnnaehe ist also Wasser flüssig geworden.
Aber dann müsste man erklären, auf welche weise die atmosphaere umgekippt ist.
Zudem erklärt sich immer noch die Frage, warum die Venus trotz des fehlenden Magnetfeldes eine so dichte Atmosphäre hat.

Sorry für die Rechtschreibung Sitze gerade am Handy.

Moin Leoclid,

die Temperatur an der Planetenoberfläche hat keinen wesentlichen Einfluss auf das Verhalten der Kruste, da die "Heilungsprozesse" in einer Tiefe von etlichen km bis einigen 10 km stattfinden. Dort werden die geologischen Prozesse aufgrund der Wärmeleitung fast ausschließlich durch Vorgänge aus der Tiefe des Planeten bestimmt.

Und ja, die Ausbildung einer Plattentektonik scheint durch das Vorhandensein von Wasser, oder von wasserabgebendem Material verbessert zu werden (Schmiermittel). Davon gibt es auf der Erde viel, auf der Venus fast nichts.

Die Dichte der Atmosphäre auf der Venus liegt auch daran, dass Kohlendioxid eine ziemlich stabile Verbindung ist, bzw. immer wieder neu aus den Komponenten entsteht, daher auch die lange Verweildauer in einer Planetenatmosphäre (wie auch in kleinerem Rahmen auf der Erde).

Robert

Ok, und was ist jetzt mit einer früheren Venus mit Wasserozeanen und Kontinenten. Kein vorhandenenes Magnetfeld und eine hohe Sonneneinstrahlung haben ja die Bildung von Wasser angeblich verhindert. Nun brauch man ein Modell, das das trotzdem hätte klappen können.
Und wodurch ist dann die Venus "umgekippt". Durch einen Impakt? Durch enorme geologische Aktivität?

Nun ja,

es gibt keinen Hinweis darauf, dass es auf der Venus jemals Ozeane oder zumindest größere Wasseransammlungen gegeben hat (außer in SciFi). Die Entwicklung zu einem trockenen Planeten hat vermutlich sehr früh eingesetzt und erfordert nicht unbedingt ein späteres globales Ereignis (Kollisionen), um die heutigen Unterschiede zwischen der Erde und der Venus zu erklären.

Robert

Naja,

bevor ich aus meinen alten Lehrbüchern zitiere:

 "Nach ihrem Absterben werden die meisten durch Absinken unter die Kompensationstiefe wieder aufgelöst, aber ein Teil bleibt erhalten und bildet am Meeresboden Carbonatsedimente. Im Laufe der Jahrtausende wird dieser Meeresboden infolge der Plattentektonik von den mittelozeanischen Rücken zu den Subduktionszonen an den Kontinentalrändern transportiert. Dort wandert er zusammen mit der absinkenden ozeanischen Platte ins Erdinnere." (Wikipedia)

Hallo,

man kann es nicht ganz so absolut sagen wie ich es tat, aber der subduzierte Karbonatanteil sollte gering sein. Pro Jahr gelangen etwa 11 Mrd t CaCO3 in die Ozeane, davon gelangen 2 Mrd t in Sedimente - aber natuerlich das meiste im flacheren Bereich. Fuer den Kohlenstoffkreislauf spielt aber dennoch die Subduktion organischen Materials in den Sedimenten eine groessere Rolle. Davon kommt viel als Methan an den Subduktionszonen wieder nach oben.

Martin

Ja, allerdings gibt es auf der Venus keinen vergleichbaren "Kohlenstoff-Recyclingprozess", so dass es auch kaum Änderungen in der Atmosphären-Zusammensetzung geben wird. Und die Prozesse, die auf der Erde für die Freisetzung von elementarem Sauerstoff, bzw. die Reduzierung von Kohlendioxid in der Atmosphäre sorgen sind auf der Venus unter den momentanen (und absehbaren) Bedingungen leider (?) nicht möglich.

Robert

[...]Irgend ein Ereignis scheint aber statt gefunden zu haben, da die Venus auch als einziger Planet retrograd rotiert, wenn auch langsam. womöglich fand auch hier ein heftiger Impact statt, der den heutigen Drehimpuls der Venus (mit)verursachte.[...]

Man braucht eigentlich keinen katastrophalen Impact in der Vergangenheit um die heutige langsame retrograde Rotation der Venus zu erklären. Es dürfte sich vielmehr um diveres Effekte von Bahnresonanzen und Gezeitenkräften mit ihren Nachbarn und der Sonne handeln, zusätzlich scheint auch die enorme Masse der dichten Atmosphäre die in wenigen Tagen den Planeten umrundet eine Rolle zu spielen. Der Prozess der Verlangsamung der Rotation hält auch noch heute an und wurde von Magellan und Venus Exress gemessen, ich habs jetzt nicht exakt im Kopf aber es sind wohl doch einige Minuten um die sich die Venus heute langsamer dreht als noch vor zwanzig Jahren von Magellan gemessen. Besonders das spricht doch gegen ein einzeles katastrophales Ereignis als Ursache.

Außerdem besitzt die Venus mit 2,64 ° eine kaum geneigte Rotationsachse.
(Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Venus_(Planet)

Auch das würde doch gegen einen Impakt sprechen, oder?

Einige Minuten in 20 Jahren?
Das kann ich irgendwie gar nicht glauben.

Einige Minuten in 20 Jahren?
Das kann ich irgendwie gar nicht glauben.

Konnte ich zuerst auch nicht glauben, aber...
https://de.wikipedia.org/wiki/Venus_%28Planet%29#Rotation
"Nach neuesten Messungen der Raumsonde Venus Express ist die Rotationsdauer der Venus etwa 6,5 Minuten länger geworden als von der Raumsonde Magellan gemessen."
Das ist astronomisch gesehen wirklich viel, oder?

Venus Rotationsdauer etwa 243 Tage = ~350.000 Minuten.

Bei 6,5 Minuten Änderung in 20 Jahren komme ich auf eine Größenordnung ~1.000.000 Jahre die es dauert von einer Rotation von Null auf die retrograden 243 Tage zu kommen. Ist wirklich viel Änderung in astronomischen Dimensionen kurzer Zeit wenn man das Alter des Sonnensystems gegenüber stellt. Gehen wir aber weiter davon aus dass die Venus ähnlich wie die Erde zu Beginn sehr schnell prograde rotiert hat, Größenordnung wenige Stunden, dann könnte ich mir das schon vorstellen dass es lange dauert diese schnelle Rotation abzubauen und schließlich umzukehren.

Und wir wissen ja nicht ob der Wert von 6,5 Minuten in 20 Jahren konstant ist. kann ja sein das es früher langsamer voran ging.

Hmm....

Allerdings gibt es für die Verringerung der Erdrotation einen offensichtlichen Prozess, und zwar sind das die Gezeitenkräfte die hpts.  durch den Erdmond erzeugt werden.

Und selbst hier hat dieser Vorgang Milliarden von Jahren benötigt um die Rotationsdauer um ca. 300 % zu verlängern.

Ja gut, es gibt die Theorie, dass die Venus mal einen Mond hatte, der aufgrund der retrograden Rotation auf die Venus gestürzt sein könnte. Bei einer gegenläufigen Rotations-/Orbitbewegung wird der Mond halt abgebremst, im Gegensatz zum Erdmond. Das liefert allerdings keinen Anhaltspunkt dafür, wie es zu der retrograden Rotation gekommen ist.

Robert

Hm, das kam mir auch sehr viel vor, hab deswegen mal geschaut, ob es sich vielleicht um einen Übersetzungsfehler handelt, also die Rotationsperiode vielleicht einfach nur "genauer" bestimmt wurde als damals. Ist aber tatsächlich nicht der Fall. Als Quelle wird ein Artikel der ESA aus 2012 angegeben. Und wenn man dann in diesem Thread ein paar Seiten dahin zurückblättert, wird man selbstverständlich dank Gertrud auch hier fündig:

Planet Venus - Antwort #111

Einige Minuten in 20 Jahren?
Das kann ich irgendwie gar nicht glauben.

Konntest du damals auch schon nicht

So ganz genau den Grund für diese Änderung kennt man glaub ich immernoch nicht, da bin ich mal gespannt was da in Zukunft noch bei rumkommt. Ich geh mal davon aus, dass jetzt, wo man weiß, dass große Änderungen in der Rotationszeit existieren, diese auch regelmäßig mal überprüft wird.