Warum ist die Venus so heiß? Der galoppierende Treibhauseffekt auf dem Zwilling der Erde

Auf den ersten Blick wirkt die Venus wie der Zwilling der Erde. Sie ist fast gleich groß, hat eine ähnliche Masse und eine felsige Oberfläche, und sie kommt der Erde näher als jeder andere Planet. Am Nachthimmel strahlt sie heller als jeder Stern. Doch unter ihren hellen, cremefarbenen Wolken liegt einer der lebensfeindlichsten Orte des Sonnensystems: eine glühend heiße, erdrückende Welt, in der Blei schmelzen und Raumsonden binnen Stunden garen würden. Die NASA nennt sie den „bösen Zwilling“ der Erde. Was ist schiefgelaufen?

Heißer als der sonnennächste Planet

Das Rätsel: Die Venus ist etwa doppelt so weit von der Sonne entfernt wie der Merkur und erhält nur rund ein Viertel so viel Sonnenlicht. Trotzdem liegt die Oberflächentemperatur laut NASA im Mittel bei etwa 467 °C – die Venus ist der heißeste Planet im Sonnensystem.

Die Tagseite des Merkur erreicht etwa 430 °C, nachts stürzt sie aber auf rund −180 °C ab, weil er kaum Atmosphäre besitzt, die Wärme hält. Die Venus dagegen ist an den Polen so heiß wie am Äquator und um Mitternacht so heiß wie mittags. Der Unterschied ist nicht die Entfernung zur Sonne. Es ist die Luft.

Eine erdrückende Decke aus Kohlendioxid

Die Venusatmosphäre ist außergewöhnlich dicht. Sie besteht zu etwa 96,5 % aus Kohlendioxid mit etwas Stickstoff, und der Druck am Boden ist rund 93-mal so hoch wie auf Meereshöhe auf der Erde. Die NASA vergleicht das mit etwa 900 Metern Meerestiefe.

Weit oben, zwischen etwa 45 und 70 Kilometern Höhe, liegen dichte Schichten aus Schwefelsäurewolken. Sie reflektieren den Großteil des Sonnenlichts, weshalb die Venus so hell erscheint. Nur ein kleiner Teil erreicht den Boden – und das genügt, um die Oberfläche zu garen.

Der galoppierende Treibhauseffekt

Der Treibhauseffekt funktioniert auf jedem Planeten mit Atmosphäre gleich:

1. Sichtbares Sonnenlicht durchdringt die Luft und erwärmt den Boden.
2. Der warme Boden gibt Energie als unsichtbare Infrarotstrahlung (Wärme) ab.
3. Treibhausgase wie Kohlendioxid und Wasserdampf absorbieren diese Strahlung und schicken einen Teil zurück nach unten.
4. Der Planet wird wärmer, als er ohne Atmosphäre wäre.

Auf der Erde ist ein maßvoller Treibhauseffekt ein Segen: Ohne ihn läge unsere Durchschnittstemperatur deutlich unter dem Gefrierpunkt. Auf der Venus ist der Effekt außer Kontrolle geraten. Es gibt so viel Kohlendioxid, dass kaum Wärme ins All entweichen kann. Die Oberfläche heizt sich auf rund 467 °C auf – weit über den Schmelzpunkt von Blei, der bei 327 °C liegt.

Wie wurde die Venus so?

Venus und Erde begannen wohl mit ähnlichen Zutaten, darunter Wasser und Kohlenstoff. Die entscheidenden Unterschiede gehen vermutlich darauf zurück, dass die Venus näher an der Sonne liegt.

Ein häufig diskutiertes Szenario:

• Die Venus hatte einst vielleicht flüssiges Wasser, womöglich flache Ozeane.
• Als die junge Sonne heller wurde, verdampfte Wasser. Wasserdampf ist selbst ein starkes Treibhausgas, also führte Erwärmung zu mehr Verdunstung und noch mehr Erwärmung – eine Rückkopplung.
• Hoch in der Atmosphäre spaltete Sonnenlicht die Wassermoleküle; der leichte Wasserstoff entwich ins All. Das Wasser ging für immer verloren.
• Ohne Wasser konnte Kohlendioxid nicht wie auf der Erde in Gestein und Ozeanen gebunden werden. Vulkane lieferten weiter Nachschub.

Ob die Venus je Ozeane hatte, ist umstritten. Die ESA-Mission Venus Express, die die Venus von 2006 bis 2014 umkreiste, fand Hinweise, dass der Planet noch heute Wasserstoff und Sauerstoff ans All verliert – ein Indiz für einst viel mehr Wasser.

Eine Welt der Extreme

Die Hitze ist nicht das einzig Seltsame an der Venus:

Weil sich die Venus rückwärts dreht, geht die Sonne im Westen auf und im Osten unter. Und weil sie sich so langsam dreht, dauert die Zeit von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang 117 Erdtage.

Landung im Backofen

Zwischen 1961 und 1984 schickte die Sowjetunion eine Reihe von Venera-Sonden zur Venus. Zehn erreichten die Oberfläche. Sie waren gebaut wie gepanzerte Taucherglocken, doch Hitze und Druck bezwangen sie. Laut NASA hielt die langlebigste Sonde etwa zwei Stunden durch, die kurzlebigste nur 23 Minuten. Bevor sie zerkochten, funkten einige Bilder einer kargen, felsigen Landschaft unter einem trüben, gelblichen Himmel.

Leben in den Wolken?

Überraschenderweise sind die Bedingungen in rund 50 Kilometern Höhe viel milder. Laut NASA herrschen dort etwa 30 bis 70 °C und ein Druck wie auf der Erde auf Meereshöhe. Manche Forschende spekulierten, dass robuste Mikroben in den Wolkentröpfchen leben könnten, doch die Wolken sind extrem sauer, und Leben wurde nicht gefunden. Ideen für bemannte Erkundung sehen oft schwebende Stationen in dieser Höhe vor.

Was uns die Venus lehrt

Die Venus ist ein natürliches Labor für das Verständnis des Klimas. Sie zeigt, wie stark die Temperatur eines Planeten von seiner Atmosphäre abhängt und wie Rückkopplungen einen Planeten in einen völlig anderen Zustand treiben können. Neue Missionen wie VERITAS und DAVINCI der NASA sowie EnVision der ESA sollen die Venus in den kommenden Jahren erforschen und klären, ob sie einst eine bewohnbare Welt wie unsere war.

Kurz gesagt

• Die Venus ist mit rund 467 °C der heißeste Planet, heißer als der Merkur.
• Ihre Luft besteht zu 96,5 % aus Kohlendioxid, der Bodendruck ist etwa 93-mal so hoch wie auf der Erde.
• Ein galoppierender Treibhauseffekt sperrt die Wärme ein – nachts ist es so heiß wie am Tag.
• Die Venus verlor ihr Wasser wahrscheinlich ans All, als die junge Sonne heller wurde.
• Ein Venustag (243 Tage) ist länger als ihr Jahr (225 Tage), und sie dreht sich rückwärts.
• In rund 50 km Höhe sind die Wolken überraschend mild; künftige Missionen werden sie erforschen.