VENUS
Seltenes Molekül in Atmosphäre entdeckt
von Stefan Deiters
astronews.com
12. Oktober 2007

Astronomen haben mit Hilfe der Sonde Venus Express in der Atmosphäre der Venus eine seltene Abart von Kohlendioxid entdeckt, die den Treibhauseffekt auf unserem Nachbarplaneten verstärken könnte. Der Fund gelang den Wissenschaftlern erst durch einen interkontinentale und quasi sogar interplanetare Zusammenarbeit: Das gleiche Isotop fand sich nämlich auch in der Atmosphäre des Mars.

Venus Express macht die Messungen in der Atmosphäre, während die Sonne - von der Sonde aus gesehen - hinter dem Planeten verschwand. Bild: ESA / AOES Medialab

Erstmals aufgefallen war den Forschern das Isotop im April 2006. Damals war die europäische Sonde Venus Express gerade im Venusorbit angekommen und die Astronomen nutzten das Infrared Atmospheric Spectrometer (SOIR) an Bord der Sonde zu ganz bestimmten Beobachtungen der Venusatmosphäre: Dabei verfolgten die Forscher, wie die Sonne hinter der Venus verschwand und analysierten dabei, welcher Teil des Sonnenlichts durch die Venusatmosphäre verschluckt wurde. Aus den so gewonnenen Spektren lassen sich Rückschlüsse über die Zusammensetzung der Atmosphäre unseres Nachbarplaneten ziehen.

In den Spektren entdeckten die Astronomen eine ungewöhnliche Signatur bei 3,3 Mikrometern. "Es war sehr deutlich und systematisch und wurde stärker, je tiefer wir in die Atmosphäre schauten. Wir wussten also, dass es echt war", so Jean-Loup Bertaux vom französischen Service d'Aeronomie du CNRS. Ihre Entdeckung behielten die Wissenschaftler aber erst einmal für sich. Schließlich hatten sie keine Ahnung, welches Molekül für diese Signatur verantwortlich sein könnte und wollten den Schuldigen erst einmal finden.

Zunächst dachte das Team um Bertraux, dass ein organisches Molekül, also eine Kombination aus Kohlenstoff und Wasserstoff-Atomen, für die Signatur verantwortlich sein müsste. Sie fanden aber kein bekanntes organisches Molekül, das zu den Beobachtungen passte.

Im Dezember 2006 geschah dann etwas Unerwartetes: Mike Mumma von NASA Goddard Space Flight Center fragte das SOIR-Team, ob ihnen bei ihren Venusbeobachtungen bei 3,3 Mikrometern irgendetwas besonderes aufgefallen sei. Er hätte nämlich bei Beobachtungen des Mars mit einem Teleskop von Hawaii aus eine entsprechende Signatur entdeckt. Die beiden Teams verglichen ihre Signaturen und stellten fest, dass sie identisch waren.

Der Fund gab den entscheidenden Hinweis zur Lösung des Rätsels: Die Atmosphäre von Venus und Mars bestehen beide zu 95 Prozent aus Kohlendioxid, wobei die Venusatmosphäre natürlich deutlich dicker ist. Das amerikanische Team schlug als möglichen "Schuldigen" deswegen eine besondere Form des Kohlendioxids vor, bei dem eines der Sauerstoffatome nicht acht Protonen und acht Neutronen, sondern acht Protonen und zehn Neutronen hat. Diese Form von Kohlendioxid macht in etwa ein Prozent des Kohlendioxids auf der Erde aus.

Allerdings war bislang niemandem bewusst, dass dieses Kohlendioxid-Isotop für eine Absorption bei 3,3 Mikrometer verantwortlich ist. Drei Forschergruppen bestätigten dann aber unabhängig voneinander, dass dieses Molekül tatsächlich die beobachtete Absorption verursachen kann - und zwar nur dieses. Das Isotop kann zudem Energie noch deutlich besser absorbieren als normales Kohlendioxid und so vielleicht mehr als normales Kohlendioxid zum Treibhauseffekt auf der Venus beitragen.

Während die Entdeckung für den Treibhauseffekt auf der Venus wichtig sein könnte, dürfte er auf der Erde keine große Rolle spielen: In der Erdatmosphäre befinden sich etwa 250.000 Mal weniger Kohlendioxid.