Falschfarbenbild der Venus im UV, aufgenommen von der Akatsuki-Sonde. (PLANET-C-Projektteam) Phosphingas in der Atmosphäre von entdeckt Venus könnte doch einen vulkanischen Ursprung haben, wie neue Forschungen ergeben haben.
Eine Analyse möglicher vulkanischer Aktivitäten auf dem mysteriösen Planeten ergab, dass dies im Gegensatz zu den auf veröffentlichten Erkenntnissen steht Preprint-Server arXiv letztes Jahr Möglicherweise gibt es tatsächlich ausreichend geothermische Entlüftung, um die festgestellten Gasmengen zu erzeugen.
Der Nachweis von Phosphin auf der Venus, angekündigt im September 2020 , hatte Wissenschaftler auf der ganzen Welt erschüttert.
Das Gas kommt hier auf der Erde in sehr begrenzten Kontexten vor, darunter anaerobe oder sauerstoffarme Ökosysteme. Man findet es in Sümpfen und Schlämmen, wo anaerobe Mikroben gedeihen; Es kommt im Darm und in Darmgasen vor. Irgendwie, Anaerobe Mikroorganismen produzieren Phosphin - und die Wolken der Venus sind anaerob.
Als wir damals berichtet Allerdings war ein biologischer Ursprung bei weitem nicht die einzig mögliche Erklärung. Ein Prozess, bei dem hier auf der Erde Phosphin entsteht, ist die vulkanische Aktivität. Und obwohl das Team dies ausschloss, stellte es fest, dass die vulkanische Aktivität auf der Venus unzureichend sei, und zitierte es eine Studie aus dem Jahr 2015 zu diesem Thema , Neuere Forschungen deuteten darauf hin, dass es sich möglicherweise um Venus handelt vulkanisch aktiver als vorher gedacht .
Jetzt haben Wissenschaftler der Cornell University die verfügbaren Informationen sorgfältig untersucht und sind zu dem Schluss gekommen, dass vulkanische Aktivität, insbesondere explosive vulkanische Aktivität, die beobachtete Menge an Phosphin erzeugt haben könnte.
„Das Phosphin sagt uns nichts über die Biologie der Venus“ sagte der Astronom Jonathan Lunine der Cornell University. „Es erzählt uns etwas über die Geologie.“ Die Wissenschaft deutet auf einen Planeten hin, der heute oder in der jüngsten Vergangenheit aktiven explosiven Vulkanismus aufweist.“
Der Weg des Phosphinnachweises verlief nicht reibungslos. Ursprünglich wurde die Häufigkeit, die mit zwei separaten Instrumenten zu zwei unterschiedlichen Zeiten ermittelt wurde (dem James Clerk Maxwell Telescope im Jahr 2017 und dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array im Jahr 2019), auf etwa 20 Teile pro Milliarde geschätzt.
Dann, Es stellte sich heraus, dass ein Fehler vorlag Verarbeitung der Daten von ALMA; Die erneut verarbeiteten Daten ergaben eine geringere Häufigkeit, einen globalen Durchschnitt von 1 bis 4 Teilen pro Milliarde, mit lokalen Spitzenwerten von 5 bis 10 Teilen pro Milliarde.
Lunine und sein Kollege, der Geologe Ngoc Truong von der Cornell University, haben Venusdaten überprüft, die auf aktiven Vulkanismus hinweisen – wenn nicht aktuell, dann neu. Sie nutzten veröffentlichte Labordaten zur Produktion von Phosphingas, um zu bestimmen, ob eine Form von Phosphor namens Phosphid, die tief unter dem Venusmantel freigesetzt wird, in Phosphin umgewandelt werden kann.
Hier auf der Erde kann Phosphor, der in Verunreinigungen im Eisen enthalten ist, durch Reaktionen mit Salzsäure effizient in Phosphingas umgewandelt werden, und phosphidreiches Magma findet sich tief im Erdmantel.
Die Forscher gingen davon aus, dass der Oxidationszustand des Venusmantels dem der Erde ähnelt – nicht unangemessen, wenn man bedenkt, dass die beiden Planeten sich in Masse und Zusammensetzung so ähnlich sind, wenn nicht Bewohnbarkeit . Und sie fanden heraus, dass Phosphid im venusischen Magma durch Reaktionen mit der Schwefelsäure in der Atmosphäre der Venus in Phosphin umgewandelt werden kann, wenn es durch explosiven Vulkanismus freigesetzt wird.
Oberflächenmerkmale auf der Venus lassen darauf schließen jüngster Vulkanismus ; In der Venusatmosphäre wurde Schwefeldioxid nachgewiesen, ein Gas, das vulkanogen sein kann. Anhand dieser und anderer Studien stellten die Forscher fest, dass es tatsächlich ausreichend vulkanische Aktivität auf der Venus geben kann, um die beobachteten Mengen an Phosphin zu produzieren.
Natürlich ist der Phosphinnachweis selbst immer noch Gegenstand vieler Debatten und muss noch durch ein anderes Instrument bestätigt werden ( Mehr dazu können Sie hier lesen ). Die neue Studie geht darauf nicht ein, sondern legt lediglich die Argumente für einen anderen Weg dar, auf dem das Phosphin dorthin hätte gelangen können.
„Angesichts der anhaltenden Debatte über die Robustheit des Phosphin-Nachweises selbst deuten unsere Ergebnisse lediglich auf einen Fahrplan zur Beurteilung des heutigen Niveaus der vulkanischen Aktivität auf der Venus hin.“ schrieben die Forscher in ihrer Arbeit .
„Sollte das Phosphin dort sein, könnte dies darauf hindeuten, dass die Venus eine leicht erhöhte Epoche aktiven Plume-Vulkanismus mit Magma erlebt, das tief im Erdmantel entsteht.“ Das wiederum würde die Argumente für zusätzliche Missionen stärken, um den geologischen Zustand und die Geschichte des Planeten, der uns im Weltraum und in den physikalischen Masseneigenschaften am nächsten ist, zu verstehen.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in PNAS .