Jupiter machte die Venus zur Hitzehölle

Tödlicher Störeffekt: Der Planet Jupiter könnte mitschuld daran sein, dass die Venus heute so lebensfeindlich ist. Denn der Schwerkrafteinfluss des Gasriesen beeinflusste die Umlaufbahn der jungen Venus, wie nun eine Modellsimulation nahelegt. Dadurch wurde ihr Orbit vorübergehend exzentrischer und das förderte die rasante Erwärmung und den galoppierenden Treibhauseffekt auf unserem einst lebensfreundlichen Nachbarplaneten.

Noch bis vor rund 700 Millionen Jahren könnte unser Nachbarplanet Venus eine lebensfreundliche, wasserreiche Welt gewesen sein. Doch dann änderte sich dies drastisch: Die Ozeane verdampften und ein galoppierender Treibhauseffekt machte ihre Gashülle erstickend dicht und tödlich heiß. Heute herrschen auf der Venus glutheiße 460 Grad und ihr atmosphärischer Druck ist 90-Mal höher als auf der Erde.

Ungewöhnlich kreisförmige Umlaufbahn

Doch was hat den plötzlichen Wandel zu so höllischen Bedingungen verursacht? Bisher können Planetenforscher nur spekulieren, warum die relativ langsame Zunahme der Sonneneinstrahlung bei unserem Nachbarplaneten so drastische Folgen hatte. Einige vermuten, dass gewaltige Vulkanausbrüche das Venusklima aus der Balance brachte, andere führen dies auf die ungewöhnlich langsame Rotation oder spezielle atmosphärische Strömungen zurück.

Einen anderen „Schuldigen“ haben nun jedoch Stephen Kane von der University of California in Riverside und sein Team im Verdacht. Sie haben eine weitere Auffälligkeit der Venus untersucht: Ihren extrem kreisförmigen Orbit. „Die Venus hat von allen Planeten des Sonnensystems die geringste orbitale Exzentrizität“, erklären die Forscher. Ihr Wert liegt mit 0,006 nahe am perfekten Kreis. Die Umlaufbahn der Erde ist dagegen mit zurzeit 0,16 deutlich elliptischer.

Früher elliptischer als heute

Das Spannende daran: „Studien haben gezeigt, dass die orbitale Exzentrizität bedeutende Folgen für die Klimaentwicklung eines Gesteinsplaneten haben kann“, sagen Kane und seine Kollegen. So haben periodische Schwankungen der Erdbahn im Laufe der Erdgeschichte immer wieder zu Veränderungen der Jahreszeiten, der Sonneneinstrahlung und des Kohlenstoffkreislaufs geführt. Dies trug zu Eiszeiten, aber auch Massenaussterben bei.

Bei der Venus könnte ein besonders ausgeprägter Wandel der Orbitform die Klimaveränderungen ausgelöst haben, wie die Forscher erklären. Ihren Modellierungen zufolge war die Umlaufbahn der Venus noch bis vor rund einer Milliarde Jahren deutlich elliptischer als heute, ihre Exzentrizität könnte bei 0,3 gelegen haben. Außerdem könnte die Form des Orbits ausgeprägte periodische Schwankungen gezeigt haben.

Jupiterwanderung beeinflusst den Venusorbit

Und einen möglichen Schuldigen haben die Astronomen dafür auch schon ausgemacht: den Jupiter. Denn schon länger ist bekannt, dass der Gasriese im Verlauf seiner Geschichte mehrfach seine Position änderte. Er entstand viermal weiter von der Sonne entfernt als er heute kreist und wanderte dann sehr früh weit ins innere Sonnensystem hinein. Dort könnte er die Entwicklung von Erde, Mars und den anderen inneren Planeten beeinflusst haben.

Doch als dann Jupiter im Laufe der Zeit wieder langsam nach außen driftete, könnte sein Schwerkrafteinfluss auch die Umlaufbahn der Venus entscheidend geprägt haben – sie wurde variabler und stärker elliptisch. „Als Jupiter wanderte, durchlief die Venus dramatischen Veränderungen ihres Klimas – sie heizte sich auf, kühlte wieder ab und verlor immer mehr ihres Wasser an ihre Atmosphäre“, erklärt Kane.

„Den unvermeidlichen Kollaps beschleunigt“

Nach den Berechnungen der Planetenforscher hätte eine Venus mit elliptischerem Orbit durch die verstärkten Gezeitenkräfte und die damit verknüpfte Erwärmung mindestens fünf Prozent mehr Wasser verdampft als bei kreisförmiger Umlaufbahn. „Die Exzentrizitätsschwankungen der jungen Venus könnte ihre Entwicklung hin zum unvermeidlichen Kollaps der Atmosphäre in einen galoppierenden Treibhauseffekt beschleunigt haben“, so Kane und sein Team.

Erst im Laufe der letzten hunderten Millionen Jahre hat sich der Orbit der Venus wieder stabilisiert und ist immer kreisförmiger geworden. Doch für unseren einst lebensfreundlichen Nachbarplaneten war es da schon lange zu spät: Ihre Ozeane waren verdampft, ihre Atmosphäre tödlich dicht und ihre Oberfläche glühend heiß. (The Planetary Science Journal, 2020; doi: 10.3847/PSJ/abae63)

Quelle: University of California – Riverside