Eine künstlerische Darstellung der Oberfläche der Venus. (Shutterstock)

Von Venus, unserem Schwesterplaneten, können wir viel über den Klimawandel lernen. Venus hat derzeit eine Oberflächentemperatur von 450? (die Temperatur des Selbstreinigungszyklus eines Ofens) und eine Atmosphäre, die von Kohlendioxid (96 Prozent) dominiert wird, dessen Dichte 90-mal so hoch ist wie die der Erde.

Die Venus ist ein sehr seltsamer Ort, völlig unbewohnbar, außer vielleicht in den Wolken etwa 60 Kilometer weiter oben Die jüngste Entdeckung von Phosphin könnte auf schwimmendes mikrobielles Leben hindeuten. Aber die Oberfläche ist völlig unwirtlich.

Die Venus hatte jedoch wahrscheinlich einmal ein erdähnliches Klima. Nach jüngsten Klimamodellen für einen Großteil seiner Geschichte Die Venus hatte ähnliche Oberflächentemperaturen wie die heutige Erde. Es hatte wahrscheinlich auch Ozeane, Regen, vielleicht Schnee, vielleicht Kontinente und Plattentektonik und noch spekulativer, vielleicht sogar Oberflächenleben.

Vor weniger als einer Milliarde Jahren änderte sich das Klima aufgrund eines außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekts dramatisch. Es kann spekuliert werden, dass eine intensive Zeit des Vulkanismus genug Kohlendioxid in die Atmosphäre gepumpt hat, um dieses große Ereignis des Klimawandels auszulösen verdampfte die Ozeane und verursachte das Ende des Wasserkreislaufs.

Beweise für Veränderungen

Diese Hypothese der Klimamodellierer inspirierte Sara Khawja, eine Meisterschülerin in meiner Gruppe (gemeinsam mit der Geowissenschaftlerin Claire Samson betreut), zu suchen Beweise in venusischen Gesteinen für dieses vorgeschlagene Ereignis des Klimawandels.

Seit Anfang der neunziger Jahre hat mein Forschungsteam der Carleton University - und in jüngerer Zeit mein sibirisches Team an der Tomsk State University - die geologische und tektonische Geschichte des bemerkenswerten Schwesterplaneten der Erde kartiert und interpretiert.

Sowjetische Missionen von Venera und Vega in den 1970er und 1980er Jahren landeten zuvor auf der Venus und machten Fotos und bewerteten die Zusammensetzung der Felsen Die Lander versagten aufgrund der hohen Temperatur und des hohen Drucks. Unsere umfassendste Ansicht der Oberfläche der Venus wurde jedoch von geliefert Das Magellan-Raumschiff der NASA in den frühen 1990er Jahren, die Radar verwendeten, um durch die dichte Wolkenschicht zu sehen und detaillierte Bilder von mehr als 98 Prozent der Venusoberfläche zu erzeugen.

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Eine Visualisierung der Venusoberfläche, die vom Radar an Bord des Magellan-Raumfahrzeugs erzeugt wurde.

Alte Felsen

Unsere Suche nach geologischen Beweisen für das große Ereignis des Klimawandels führte dazu, dass wir uns auf die älteste Gesteinsart auf der Venus konzentrierten, die Tesserae, deren komplexes Erscheinungsbild auf eine lange, komplizierte geologische Geschichte hindeutet. Wir dachten, dass diese ältesten Gesteine ​​die besten Chancen hatten, Hinweise auf Wassererosion zu erhalten, was ein so wichtiger Prozess auf der Erde ist und vor dem großen Ereignis des Klimawandels auf der Venus hätte stattfinden müssen.

Angesichts der Höhenangaben mit schlechter Auflösung haben wir eine indirekte Technik verwendet, um alte Flusstäler zu erkennen. Wir haben gezeigt, dass jüngere Lavaströme aus den umliegenden Vulkanebenen Täler am Rande der Steinchen gefüllt haben.

Zu unserem Erstaunen waren diese Tesserae-Talmuster den Flussströmungsmustern auf der Erde sehr ähnlich, was zu unserem Vorschlag führte, dass Diese Tesserae-Täler wurden durch Flusserosion während einer Zeit mit erdähnlichen klimatischen Bedingungen gebildet. Meine Venus-Forschungsgruppen an den staatlichen Universitäten Carleton und Tomsk untersuchen die Lavaströme nach Tesserae auf geologische Beweise für den Übergang zu extrem heißen Bedingungen.

Ein Teil von Alpha Regio, einem topografischen Hochland auf der Oberfläche der Venus, war das erste Merkmal auf der Venus, das mit einem erdgestützten Radar identifiziert wurde. (Jet Propulsion Laboratory, NASA)

Erdanalogien

Um zu verstehen, wie der Vulkanismus auf der Venus einen solchen Klimawandel bewirken kann, können wir in der Erdgeschichte nach Analoga suchen. Wir können Analogien in Supereruptionen wie finden Der letzte Ausbruch in Yellowstone ereignete sich in 630,000 Jahren.

Ein solcher Vulkanismus ist jedoch gering im Vergleich zu großen magmatischen Provinzen (LIPs), die ungefähr alle 20 bis 30 Millionen Jahre auftreten. Diese Eruptionsereignisse können genug Kohlendioxid freisetzen, um sie zu verursachen katastrophaler Klimawandel auf der Erde, einschließlich Massensterben. Berücksichtigen Sie dies, um Ihnen einen Eindruck von Skalierbarkeit zu vermitteln Die kleinsten LIPs produzieren genug Magma, um ganz Kanada bis zu einer Tiefe von etwa 10 Metern abzudecken. Das größte bekannte LIP produzierte genug Magma, das ein Gebiet von der Größe Kanadas bis zu einer Tiefe von fast acht Kilometern bedeckt hätte.

Zu den LIP-Analoga auf der Venus gehören einzelne Vulkane mit einem Durchmesser von bis zu 500 Kilometern, ausgedehnte Lavakanäle mit einer Länge von bis zu 7,000 Kilometern sowie zugehörige Rift-Systeme - bei denen die Kruste auseinander zieht - mit einer Länge von bis zu 10,000 Kilometern.

Wenn der Vulkanismus im LIP-Stil die Ursache für das große Ereignis des Klimawandels auf der Venus war, könnte dann ein ähnlicher Klimawandel auf der Erde stattfinden? Wir können uns ein Szenario vorstellen, in dem mehrere Millionen von Jahren in der Zukunft zufällig auftretende LIPs dazu führen könnten, dass die Erde einen solchen außer Kontrolle geratenen Klimawandel erlebt, der zu Bedingungen wie der heutigen Venus führt.

Über den Autor

Richard Ernst, Scientist-in-Residence, Geowissenschaften, Carleton University (ebenfalls Professor an der Tomsk State University, Russland), Carleton Universität

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