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Das Geheimnis der Venusvulkane
Redaktion /
Pressemitteilung des DLR
astronews.com
13. Mai 2008
Mithilfe der europäischen Raumsonde Venus Express
sind Planetenforschern dem Geheimnis der Venusvulkane auf der Spur. In einer
jetzt veröffentlichten Arbeit interpretieren sie Temperaturunterschiede auf der
Oberfläche als Indiz für eine unterschiedliche Zusammensetzung der erstarrten
Lava. Zukünftige Beobachtungen könnten noch weitere Details über die Vulkane auf
unserem Nachbarplaneten liefern.
Topographische
Karte der Venus-Südhalbkugel.
Foto: NASA /
JPL / DLR [Großansicht] |
Wie auch auf der Erde, ändert sich die Temperatur der Venusoberfläche mit der
topographischen Höhe: In den Tiefebenen ist es heißer, auf den Bergen kälter.
Kennt man die Höhe einer Region, kann man die Temperatur vorhersagen. Im
Hochlandgebiet Lada Terra nahe dem Südpol konnten nun an erloschenen Vulkanen
kleine Abweichungen von dieser vorhergesagten Temperatur nachgewiesen werden.
Dies gelang Wissenschaftlern vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
mit Kollegen aus Finnland, Italien und Frankreich anhand von Messungen mit der
Raumsonde Venus Express der Europäischen Weltraumorganisation ESA.
Die Planetenforscher interpretieren diese Temperaturvariationen als
Unterschiede in der Zusammensetzung der erstarrten Lava, die darauf
zurückzuführen sein könnten, dass die Vulkane zu unterschiedlichen Zeiten
entstanden sind. Einst ergossen sich Lavaströme von fast 800 Kilometern Länge
über die Oberfläche der Venus - eine exotische, fremde Welt, in der heute auf
dem ganzen Planeten, bei Tag und Nacht, glutheiße Temperaturen von etwa 460 Grad
Celsius herrschen. Exotisch sind auch die Bezeichnungen der Strukturen auf der
Venus – sie wurden nach ausnahmslos weiblichen Figuren aus der Mythologie mit so
geheimnisvollen Namen wie Quetzalpetlatl Corona, Mylitta Fluctus oder Cocomama
Tessera belegt.
Den Geheimnissen der Oberflächentemperatur unseres Nachbarplaneten ist
zurzeit ein Gruppe europäischer Forscher auf der Spur. Die Landschaften der
Venus sind fast überall von vulkanischen Gesteinen geprägt, die sich vor
mehreren hundert Millionen Jahren aus riesigen Vulkanen über Flächen ergossen,
die teils größer als Deutschland sind. Als sicher gilt, dass der Planet durch
eine globale vulkanische Katastrophe vor etwas mehr als einer halben Milliarde
Jahren ein völlig neues Antlitz erhielt. Aus mehreren tausend Feuerbergen ergoss
sich glutflüssiges Gestein über die Venus, erkaltete und überdeckte alle bisher
existierenden Strukturen.
Mehrere Fragen bewegen die Forscher deshalb ganz besonders: Gibt es auch
heute noch aktive Vulkane auf dem Nachbarplaneten der Erde? Oder war die globale
Katastrophe doch nur ein letztes, kurzzeitiges vulkanisches Ereignis? Warum
entwickelte sich überhaupt dieser der Erde so ähnliche Planet ganz anders?
Mögliche Antworten auf diese Fragen geben Daten von Venus Express. Die
Sonde beobachtet den Planeten aus einer Umlaufbahn.
Seit mehreren Jahren beschäftigt das Thema Vulkanismus auf der Venus auch die
beiden Geophysiker Dr. Jörn Helbert und Nils Müller vom DLR-Institut für
Planetenforschung. Mit mehreren Fachkollegen haben sie die vulkanische
Geschichte einer Region auf der Südhalbkugel der Venus zum Teil entschlüsseln
können und ihre Ergebnisse nun in der Fachzeitschrift Geophysical Research
Letters publiziert. Da der Planet von einer dichten Atmosphäre umhüllt ist,
die gewöhnlichen Kameras keinen Blick auf die Vulkanlandschaften ermöglicht,
versuchen die Forscher, den Geheimnissen auf der Venus mit einem
Infrarotspektrometer namens VIRTIS (Visible and Infrared Thermal Imaging
Spectrometer) an Bord von Venus Express auf die Spur zu kommen.
Seit etwas mehr als zwei Jahren beobachtet Venus Express den von
dichten Wolken verhüllten Planeten. "Mit den Daten haben wir jetzt eine Karte
der Temperaturverteilung auf der gesamten Südhemisphäre erstellen können",
erläutert Jörn Helbert, Projektwissenschaftler im VIRTIS-Spektrometerteam. "Aus
dieser Karte leiten wir Unterschiede in der Zusammensetzung der von Vulkanen
geprägten Landschaft ab und entwickeln daraus Ideen, wie sie entstanden sein
könnten."
Das Experiment VIRTIS auf Venus Express liefert Daten zur
Beantwortung vielfältiger Fragestellungen. Zum einen ist es dazu ausgelegt, in
verschiedenen Wellenlängen des sichtbaren Lichts und nahen Infrarots die
Strukturen und Dynamik der Venusatmosphäre in unterschiedlichen Höhen zu
analysieren. Zum anderen ermöglicht es bei sehr eng begrenzten
Wellenlängenbändern des elektromagnetischen Spektrums zwischen 1,0 und 1,2
Mikrometern (tausendstel Millimeter) durch so genannte "atmosphärische Fenster"
einen Blick auf die Oberfläche der Venus und misst die von den heißen Felsen
abgestrahlte Wärme.
"Allerdings wird die von den Sensoren empfangene Wärmestrahlung der
Venusoberfläche durch die Wolken stark gestreut. Dieses 'Rauschen' ist eine
Verfälschung des ursprünglichen Signals und muss erst aus den Messungen
herausgerechnet werden, was sich wegen der Komplexität der Venusatmosphäre
ziemlich schwierig gestaltet", erklärt Nils Müller, Mitarbeiter in Jörn Helberts
VIRTIS-Team am DLR. Als die Planetenforscher die Daten nach mehreren Monaten für
die Interpretation aufbereitet hatten, erkannten sie Variationen in den
gemessenen Werten. Diese Abweichungen von der an sich sehr homogenen
Durchschnittstemperatur auf der Venus stimmten mit geologischen Großstrukturen
überein, die in den 1990er-Jahren mit Radarmessungen der NASA-Raumsonde
Magellan kartiert wurden.
Das von VIRTIS am besten erfasste Gebiet erstreckt sich entlang des
Nullmeridians vom 50. Grad südlicher Breite bis nahe an den Südpol. Vom Hochland
Lada Terra konnten in zwei aufeinander folgenden Venusnächten (die 243 Erdentage
dauern) insgesamt 297 Infrarotbilder aufgenommen werden. "Damit konnten wir die
bisher genaueste Karte der Temperaturen in diesem Gebiet erstellen", freut sich
Helbert, "und wenn man die topographischen Karten der Magellan-Mission
mit hinzunimmt, dann erkennt man, dass die Anomalien in der
Oberflächentemperatur recht gut mit den Umrissen von vulkanischen Komplexen in
dieser Region übereinstimmen."
Aus unterschiedlichen Wärmestrahlungen schlossen die Wissenschaftler auf
unterschiedliches Material, das zu verschiedenen Zeiten abgelagert worden sein
könnte. Daraus ergibt sich, dass im untersuchten Gebiet die Struktur der
Cocomama Tessera möglicherweise am ältesten ist, gefolgt von vulkanischen
Komplexen in Quetzalpetlatl Corona und den erstarrten Lavaströmen Juturna
Fluctus, Otygen Coronae und Mylitta Fluctus.
"Wir haben jedoch zwei unterschiedliche Erklärungen für die beobachteten
Abweichungen der Temperaturen von den berechneten Durchschnittswerten", erklärt
Helbert. Zum einen könnten die Temperaturvariationen ihre Ursache in erstarrten
Lavaströmen haben, die mit variabler Mineralogie oder unterschiedlichen
physikalischen Eigenschaften aus dem Inneren des Planeten gefördert und über die
Oberfläche verteilt wurden. Es könnte aber auch sein, dass die beobachteten
Unterschiede von der seit Millionen Jahren währenden Wechselwirkung mit der
aggressiven Venusatmosphäre herrühren. "
"Das Modell, bei dem der Einfluss der Atmosphäre die Hauptrolle spielt,
beinhaltet aber zahlreiche Einschränkungen, deshalb neigen wir dazu, die
unterschiedliche Oberflächencharakteristik der Strukturen auf eine 'endogene'
Ursache zurück zu führen, also ihren Ursprung in vulkanischen Prozessen zu
suchen", so Helbert, "außerdem bekommen wir zum Glück bis zum vorläufigen
Missionsende von Venus Express im Mai 2009 noch viele neue Messungen,
die uns vielleicht helfen, das Geheimnis der Venusvulkane zu lüften."
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