Venus' rätselhafter Dunst entpuppt sich als Meteoritenstaub, weil es natürlich so ist

Die Venus ist seit Jahrzehnten in einen Schleier des Mysteriums gehüllt, was eine höfliche Art zu sagen ist, dass Wissenschaftler keine Ahnung hatten, was sie da eigentlich betrachteten. Der gelbliche „untere Dunst“ am Boden ihrer Atmosphäre wurde erstmals in den 1970er Jahren von den Venera- und Pioneer-Venus-Sonden entdeckt – Raumschiffe, die es schafften, Bilder des Planeten zurückzusenden, aber den Dunst praktischerweise völlig unerklärt ließen. Nun, nach etwa fünf Jahrzehnten kollektiven Kopfzerbrechens, ist das Rätsel gelöst.

Der Dunst, so stellt sich heraus, ist eine Ansammlung von Partikeln aus Meteoriten. „Sternschnuppen“, die in der Atmosphäre verglühen, hinterlassen kosmische Staubpartikel, und nachdem Schwefelsäure mit diesen Partikeln reagiert hat, bleibt ein Dunst zurück. Der Planetenwissenschaftler Hiroki Karyu und sein Forschungsteam an der Tohoku-Universität in Sendai, Japan, fanden schließlich mithilfe eines mikrophysikalischen Modells heraus, wie der Dunst entsteht – was genau das ist, wonach es klingt: die Prozesse im Mikromaßstab, die Wolken und Niederschlag auf der Erde und anderen Himmelskörpern erzeugen.

„Der kontinuierliche Zustrom von kosmischem Staub reicht aus, um diese untere Dunstschicht mit der von den Eintrittssonden beobachteten Partikelgrößenverteilung aufrechtzuerhalten“, sagte Karyu in einer in Nature Astronomy veröffentlichten Studie. „Diese Dunstpartikel kosmischen Ursprungs wirken als effiziente Kondensationskerne und fördern die Wolkenbildung im Hauptwolkendeck selbst weit entfernt von ihrer ursprünglichen Quelle.“

Frühere Spekulationen richteten den Finger auf Vulkanasche. Die Venus ist der vulkanisch aktivste Planet in unserem Sonnensystem, wobei Anzeichen von Vulkanismus erstmals Anfang der 1990er Jahre von der Magellan-Sonde beobachtet wurden, und neuere Studien haben ergeben, dass sie sogar noch vulkanisch aktiver ist als bisher angenommen. Doch die Forscher fanden heraus, dass die von venusianischen Vulkanen ausgestoßene Asche nicht die Quelle der Dunstpartikel ist. Oberflächenstaub wurde ebenfalls ausgeschlossen. Karyu fand heraus, dass selbst bei viel größeren Zuströmen von vulkanischem oder Oberflächenstaub die Partikel immer noch nicht auf die richtige Weise mit dem Schwefel der Atmosphäre interagieren würden, um den Dunst zu bilden.

Anstatt einfach Staub anzusammeln, entsteht der Dunst der Venus durch einen Prozess, der ähnlich beginnt wie die Wolkenbildung auf der Erde. Wolken entstehen durch Kondensationskerne – winzige Aerosolpartikel, die in der Atmosphäre schweben, von Staub und Ruß bis hin zu Vulkanasche und sogar Meersalz. Flüssiges Wasser kann auch um Eis kondensieren. Wassermoleküle sind in der Luft normalerweise zu spärlich, um sich aneinander zu binden, aber sie haften an den Oberflächen dieser hygroskopischen Partikel und bilden den Kern eines Wolkentropfens. Diese Tröpfchen sammeln sich dann zu Wolken an.

Karyu und sein Team verwendeten eine mikrophysikalische Simulation, um zu zeigen, wie kosmischer Staub den unteren Dunst bildet. Wenn Gesteinsbrocken aus dem Weltraum von der Schwerkraft des Planeten angezogen werden, schießen sie durch die Atmosphäre und treffen auf Gasteilchen, die Reibung verursachen. Je schneller und weiter ein Meteorit stürzt, desto mehr Reibung erfährt er, wodurch er verglüht und eine Spur von Partikeln hinterlässt. Wie Wasserpartikel auf der Erde um Staub kondensieren, kondensieren Tröpfchen aus Schwefelsäure auf der Oberfläche der Meteoritenpartikel, die über der Venus schweben.

Die Forscher fanden heraus, dass Meteoritenpartikel die Wolkenproduktion auf der Venus erhöhen, da sie mehr Möglichkeiten zur Kondensation bieten. Aber überraschenderweise bedeuten mehr Partikel nicht mehr Wolkentröpfchen. Stattdessen kleben mehrere Partikel zusammen und bilden größere Cluster, bevor Schwefelsäure um sie herum kondensiert. Wolken aus diesen Kondensaten werden immer schwerer, bis sie in die sengende untere Atmosphäre sinken, wo die Schwefelsäure bei Temperaturen verdampft, die 100 °C (212 °F) erreichen können. Die nackten zurückbleibenden Partikel bilden den Dunst.

Die Entdeckung, was den unteren Dunst auf der Venus erzeugt, löste unerwartet ein weiteres Rätsel. Etwas in der Atmosphäre der Venus hatte ultraviolette Strahlen absorbiert, aber bis jetzt waren sich Wissenschaftler nicht sicher, was genau es war. Meteoriten enthalten oft Metalle wie Magnesium, Silizium und Eisen, und Eisenverbindungen wurden zuvor als Absorber vermutet. Das Magnes