Der Planet Venus wird von klimafixierten Weltuntergangspropheten gerne als Beispiel für eine „Erde auf Steroiden“ genannt, denn Venus hat in ihrer Atmosphäre einen CO2-Gehalt von 96,5 Prozent und eine durchschnittliche Oberflächentemperatur von 464 Grad Celsius. Das geschieht, um die Angst vor einer irdischen Klimakrise auf einem hohen Level zu halten. Sie tun das, um unpopuläre und – im Hinblick auf das Globalklima – wirkungslose und – im Hinblick auf Lebensqualität der Bevölkerung und wirtschaftliche Lage – unsinnige Maßnahmen zur Reduktion von CO2 möglichst ohne Gegenwehr umsetzen zu können. Selbst die Wissenschaftlichen Dienste des Deutschen Bundestages bedienen sich dieser Vergleiche. Es wird damit suggeriert, dass die Erde auf dem besten Wege ist, eine ähnlich hohe Globaltemperatur zu entwickeln. Dieser Vergleich ist nicht nur hochgradig ärgerlich, sondern aus naturwissenschaftlicher Sicht völliger Unsinn, denn: Die Vorgänge in der Atmosphäre des Planeten Venus sind nicht mit den Gegebenheiten auf der Erde vergleichbar.
Nähe zur Sonne
Den Planeten Venus sehen wir manchmal am frühen Morgen am Osthimmel oder direkt nach Sonnenuntergang am Westhimmel als strahlend hellen weißen Punkt. Das liegt daran, dass Venus auf einer Bahn zwischen Erde und Sonne nahe um die Sonne kreist, und deshalb nie weit von der Sonne wegkommt. Sie ist nach Merkur der Sonne am nächsten. Die Venus kreist also näher um die Sonne als die Erde, nämlich im Abstand von 108 Millionen Kilometer, während die Erde einen Abstand von 150 Millionen Kilometern wahrt. Dadurch bekommt die Venus beinahe doppelt so viel Sonnenenergie ab wie die Erde.
Dichte und mächtige Gashülle
Die blendend weiße Farbe wird dadurch verursacht, dass wir auf die Gashülle von Venus blicken, die das Sonnenlicht reflektiert. Wir wissen zwar, dass die Venus ein Gesteinsplanet ist, können aber ihre Atmosphäre nicht durchschauen: Auf der Venus reicht die Troposphäre bis zu einer Höhe von 60 Kilometern (Erde: 10 bis 15 Kilometer), mit einem CO2-Gehalt von 96,5 Prozent und Wolken aus Schwefelsäure (H2SO4). Die Säure kondensiert zu Tröpfchen, die stabil in drei verschieden hohen Schichten schweben. Diese gelblich-weißen Wolken sind es, die den größten Teil des Sonnenlichts reflektieren. Dadurch ist die Venusatmosphäre undurchsichtig, und der Planet erscheint als weißer Punkt am Himmel. Diese Gashülle sorgt dafür, dass 75 Prozent des einfallenden Sonnenlichtes reflektiert werden (Albedo).
Extrem hoher Oberflächendruck
Auf der Venus herrscht ein Oberflächendruck von 92 bar, also 92-fach höher als auf der Erde (0,042 Prozent CO2 und einem Druck von 1 bar). Sie bekommt zwar fast doppelt so viel „Roh-Energie“ von der Sonne, reflektiert aber 75 Prozent davon sofort wieder zurück ins All (Erde: ca. 30 Prozent). Die restlichen 25 Prozent Sonnenenergie werden praktisch vollständig von der Atmosphäre absorbiert. Diese Absorption zusammen mit dem hohen Druck führen zu einer durchschnittlichen Oberflächentemperatur von 464 Grad Celsius. Welchen Anteil an der hohen Temperatur auf der Venus der hohe atmosphärische Druck und welchen Anteil der hohe CO2-Gehalt beiträgt, wird in der Wissenschaft kontrovers diskutiert.
Sehr langsame Rotation
Ein Umlauf der Venus um die Sonne (siderisches Jahr oder Bahnperiode) dauert 225 Erdtage. Eine Rotation um die eigene Achse dauert 243 Erdtage (siderischer Tag). Dabei dreht sie sich retrograd, also in die „falsche Richtung“ im Vergleich zur Erde. Dadurch hat ein Sonnen-Tag, also die Zeit von Sonnenaufgang zu Sonnenaufgang, auf der Venus eine Dauer von 117 Erdtagen: Die sonnenbeschienene Seite heizt sich monatelang auf. Dennoch kühlt die Nachtseite kaum ab: Der Temperaturunterschied auf der Venus zwischen Tagseite, Nachtseite, Äquator und Pol beträgt nicht einmal zehn Grad Celsius weil die dichte Atmosphäre Wärme gut speichert und weiterleitet.
Keine Corioliskraft
Durch die sehr langsame Rotation des Planeten, gibt es praktisch keine Corioliskraft. Auf der Erde verursacht diese seitwärts wirkende Kraft drei große Zirkulationszellen in der Atmosphäre. Diese sogenannten Hadley-Zellen sind riesige Wärme-Förderbänder, die für eine sowohl horizontale als auch vertikale Durchmischung der Luftmassen sorgen. Auf der Erde bewirkt die Corioliskraft, dass die Luft auf der Nordhalbkugel nach rechts abgelenkt wird, wodurch Tiefdruckgebiete gegen den Uhrzeigersinn und Hochdruckgebiete im Uhrzeigersinn rotieren – auf der Südhalbkugel ist es genau umgekehrt. Auf der Venus gibt es nur eine schwache rotierende Zirkulation ohne Hadley-Zellen. Dadurch bleibt die Wärme in der unteren Atmosphäre gefangen.
Kein Magnetfeld
Venus ist von Zusammensetzung und Größe her der Erde sehr ähnlich: Sie hat 95 Prozent des Erddurchmessers und 81,5 Prozent der Erdmasse. Die Venus begann ihre Entwicklung vor etwa 4,5 Milliarden Jahren als Erdzwilling, zunächst mit heißer, flüssiger Gesteinsoberfläche, dann mit frühen Ozeanen aus kondensiertem Wasserdampf, die für zwei bis drei Milliarden Jahre existieren konnten.
Ihre Nähe zur Sonne führte zur Verdampfung der Ozeane: Wasserdampf ist ein enorm starkes Treibhausgas, die Venustemperatur stieg stark an. In der oberen Atmosphäre spaltete die energiereiche UV-Strahlung der Sonne die H2O-Moleküle in Wasserstoff-Ionen und Sauerstoff auf. Weil die Venus kein Magnetfeld besitzt, konnten die geladenen Partikel des Sonnenwinds die leichten H+-Ionen ins All davontragen. Der Sauerstoff blieb größtenteils zurück und bildete CO2.
Die Erde besitzt ein dynamisches Magnetfeld: Der Erdkern besteht aus einem Eisen-Nickel-Gemisch, wobei der äußere Kern flüssig ist und sich in Konvektionsströmen um den – durch den enorm großen Druck – festen inneren Kern bewegt. Er wird in Bewegung gehalten durch ständige Wärmezufuhr und – ganz ähnlich wie die Luftmassen in der Atmosphäre – die Corioliskraft. Durch zahlreiche nebeneinander liegende Ströme mit spiralförmigen Fließbewegungen des äußeren Eisen-Nickel-Kerns werden Magnetfelder induziert, mit dem Ergebnis unseres dipolaren Erdmagnetfeldes. Es lenkt den Sonnenwind ab und schützt so die Erdatmosphäre. Auf der Venus hingegen konnte der Wasserstoff ins All entweichen, und zurück blieb die heutige 92-bar-CO2-Atmosphäre mit Schwefelsäurewolken.
Keine Ozonschicht
Die Venus besitzt keine Ozonschicht, die energiereiche Strahlungsanteile der Sonne in großer Höhe abfängt. Auf der Erde haben wir die stratosphärische Ozonschicht – ja, es gibt sie noch! –, in der sich besonders viel Ozon befindet. Sie schützt alles, was darunter ist, vor der ultravioletten Strahlung der Sonne. Denn: Die Sonne sendet neben sichtbarem Licht und Wärme auch UV-Strahlung, und besonders energiereich sind die UV-B- und UV-C-Strahlung. Ozonmoleküle absorbieren fast die gesamte UV-C-Strahlung (Wellenlänge unter 280 Nanometer) und den größten Teil der UV-B-Strahlung (Wellenlänge 280 – 315 Nanometer), was verhindert, dass diese die Erdoberfläche erreicht und das Leben auf der Erde schädigt. Dabei absorbiert ein Ozonmolekül (O3) ein UV-Photon und zerfällt dadurch in ein Sauerstoff-Molekül (O2) und ein einzelnes Sauerstoffatom (O). Diese Beiden verbinden sich sofort wieder zu neuem Ozon. Dieser Chapman-Zyklus genannte Prozess wandelt die UV-Energie in Wärme um, und dabei regeneriert sich ständig das Ozon.
Keine Plattentektonik
Venus hatte auch einmal einen flüssigen äußeren Planetenkern und aktiven Vulkanismus. Dieser zeigte sich dort eher in horizontalen Ausbrüchen und Rissen in der Venuskruste, nicht verbunden mit aktiver Kontinentalplatten-Bewegung wie auf der Erde. Dazu fehlten ihr die großen Ozeane: Das Wasser dient als Schmierung und erleichtert die Plattenbewegung besonders in den Zonen, wo die riesigen Gesteinsplatten in tiefere Schichten abtauchen. Inzwischen ist bei der Venus auch der metallische Kern vollständig auskristallisiert und fest, wodurch ein Magnetfeld fehlt.
Auf der Erde sorgt nach wie vor die Plattentektonik, angetrieben von der inneren Wärme und den – daraus resultierenden – Konvektionsströmen im Erdmantel für eine ständige Gesteinserneuerung. Diese dynamische Erdkruste sorgt für eine effektive Speicherung von überschüssigem CO2, zum Beispiel in den Kalkgesteinen. Dieser Kreislauf ist auf der Erde bis heute aktiv, während sich auf der Venus niemals ein solcher Prozess entwickeln konnte.
Wonderful World
Unsere Erde ist ein blaues Juwel, umgeben von der endlosen Schwärze des Kosmos. Dieser Planet ist nicht nur unser Zuhause; er ist ein Wunderwerk der Natur, ein perfektes Zusammenspiel von Kräften und Bedingungen, das genau jetzt, in diesem Moment, ideal zu uns passt. Er ist genau richtig platziert: Nicht zu nah an der Sonne, wo alles verdampfen würde wie auf der Venus, nicht zu weit entfernt, wo alles einfrieren würde wie auf dem Mars. In der "Goldilocks-Zone" – gerade richtig warm, damit flüssiges Wasser existiert, das Fundament allen Lebens. Unsere Atmosphäre ist ein Meisterwerk: 78 Prozent Stickstoff, 21 Prozent Sauerstoff – der perfekte Mix, den wir atmen, ohne darüber nachzudenken, wie perfekt das eigentlich für uns ist. Sie schützt uns vor tödlicher Strahlung, hält die Wärme wie eine sanfte Decke und erzeugt das blaue Himmelszelt, das uns tagtäglich begeistert. Grund zur Panik? Im Gegenteil! Und deshalb möchte ich diesen Venus-Vergleich bitte nicht mehr lesen oder hören. Einen schönen Gruß auch an die Wissenschaftlichen Dienste des Deutschen Bundestages.
Beitragsbild: Sandro Botticelli - Adjusted levels from File:Sandro Botticelli - La nascita di Venere - Google Art Project.jpg, originally from Google Art Project. Compression Photoshop level 9., Gemeinfrei, via Wikimedia Commons
@Lutz Herrmann, „Treibhauseffekt in der Atmosphäre. Der vergewaltigt doch den 2. Hauptsatz und negiert die adiabatische Konvektion. Einfach nicht mehr erwähnen.“
Sie sind der erste, der das behauptet. — Behauptet hat das schon mal Bernd Fleischmann.
Strohmannargument elegant widerlegt. QED!
Der Wissenschaftliche Dienst des Deutschen Bundestages wurde nun schon zum zweiten mal anhand seines Dokuments „Kohlendioxid – Sättigung der Absorptionsbanden“ vorgeführt. Und zwar nicht an Kritik seines „fachlichen Teils“, sondern einzig und allein an einem einzigen Absatzes, der beginnt mit „Wie weit die Erdatmosphäre von der Sättigung entfernt ist, verdeutlicht ein Vergleich mit der Venusatmosphäre.“
Die Eigenschaften der Atmosphäre der Venus und der der Erde sind überhaupt nicht vergleichbar. Das weiß JEDER Klimawissenschaftler und auch der Wissenschaftliche Dienst des Deutschen Bundestages. Zum Beispiel enthält die Venusatmosphäre sehr wenig Wasserdampf (20 ppm) im Vergleich zur Erde, nebenbei hat die Venusoberfläche mutmaßlich auch keine Wasser-Ozeane.
Zum Argument „Nähe zur Sonne“ bleibt festzuhalten, dass laut NASA die Erde eine effektive Temperatur von 255K (-18°C) hat, während die Venus bei etwa doppelt so starker Sonnenbestrahlung eine effektive Temperatur von 229K (-44°C) hat, also deutlich KÄLTER als die Erde ist. Tja, da kann man schon ist grübeln kommen…
Stickstoff: Ein wichtiges Element auch für Pflanzen und Tiere und Pilze. Manche Pflanzen können den Luftstickstoff fixieren, also dem Stoffwechsel zugänglich machen – mit Hilfe von Bakterien, den „Knöllchenbakterien“. Solche Pflanzen nennt man Leguminosen, Bohnen etwa. Das Haber-Bosch-Verfahren ahmt dies großtechnisch nach, indem es Stickstoff und Wasserstoff unter hohem Druck und hoher Temperatur (Feuer, Erdöl!) katalytisch zu Ammoniak, NH3 synthetisiert. Das ist eine Reduktion von elementarem Stickstoff durch Wasserstoff. Mit Salpetersäure macht man daraus #Ammoniumnitrat – ein hervorragender Stickstoffdünger, der die Pflanzen wachsen lässt auf Teufel komm raus. So wurde die Ernährungslage der Menschheit entscheidend verbessert. Trocken und unsachgemäß gelagert ist das ein hochbrisanter Sprengstoff, wie neulich in Beirut gezeigt – da ist der Hafen weg. Die Explosion in Beirut ereignete sich am 4. August 2020 um 18:08 Uhr Ortszeit (17:08 MESZ)[2][3] im Hafen der libanesischen Hauptstadt Beirut am Golfe de Saint-Georges und traf die ganze Stadt katastrophal. Ursache war ein durch Schweißarbeiten entstandenes Feuer in einem Lagerraum, in dem Feuerwerkskörper lagerten, deren Explosion wiederum daneben gelagerte 2750 Tonnen Ammoniumnitrat zur Explosion brachte. Halleluja, gucksdu wiki. Bei der BASF* haben sie das auch schon mal probiert: Die Explosion, die sich am 21. September 1921 in Oppau ereignete, zählt
zu den „schlimmsten Katastrophen der Industriegeschichte“ und wurde seinerzeit als „das größte Unglück“ in der Geschichte der chemischen Industrie bezeichnet. An jenem Septembermorgen wurde das Düngemittelwerk der BASF am
Rhein um 7 Uhr 32 von zwei schweren Detonationen erschüttert, die noch in
Zürich, München und in Göttingen zu hören waren. In einem Abstand von etwa
1,5 km um den Explosionsherd wurden zahlreiche Gebäude, davon allein in der
Gemeinde Oppau über 1.000 Gebäude völlig zerstört und ebenso viele schwer
beschädigt. *„Badische Animier&Sofafabrik;“.
@A.O.: Sie sind mir ein scheener Chemiker. Der Sauerstoff kömmt aus der oxidativen Fotosynthese – aber das haben Sie wohl schon gleich wieder vergessen, nicht wahr? Erfunden von Cyanobakterien vor wohl einer Milliarde Jahren. „Es ist ein Jammer, dass die Dummköpfe so selbstsicher sind und die Klugen so voller Zweifel“. Bertrand Russel
Zur allgemeinen Erheiterung: Die oxidative Fotosynthese macht am Chlorophyll/Blattgrün der Pflanzen aus Wasser und CO2 Kohlehydrate, nicht Kohlenstoff, wie einer hier meint. (Abfallprodukt: Sauerstoff. Der ließ die Erde rosten, heute gut zu sehen an „Bändereisenerzen“ etwa. Wir müssen das dann mühsam wieder reduzieren – mit Kohle!).
Die notwendige Energie hierfür schöpft die grüne Pflanze aus dem Sonnenlicht, dessen Energie so in Form chemischer Energie, eben der energiereichen Kohlehydrate gespeichert wird, also Zucker, Cellulose etwa. Pilze* können das nicht, sie müssen also ihre Energie aus der Symbiose mit Pflanzen beziehen. Dafür liefern sie Mineralien aller Art an die Pflanzen und Algen, so entstehen Flechten und Bäume. Das „Korallenparadoxon“ ist ebenfalls solch ein Phänomen. Es gibt auch nicht-oxidative Fotosynthesen, Energiequelle ist dabei nicht Sonnenlicht, sondern beispielsweise Wärme, in großen Wassertiefen, wo die Sonne nicht hin scheint, Näheres bei wiki als Einstieg, eine komplizierte Sache. Man sieht, die Natur, das alte Luder ist an Vitalität nicht zu bremsen. *Pilze sind weder Tiere noch Pflanzen, bilden daher einen eigenen Stamm. Zum Ozon nur: Wenn die Sonne nicht scheint, im Winter etwa, dann braucht man sich keine Sorgen wegen Sonnenbrand machen, mithin muss auch kein UV-Schutz her. Ozon bildet sich also erst gar nicht – ein Wunder, oder? So ist alles aufs Feinste gerichtet.
Natürlich ändert sich das Klima, natürlich hat das Auswirkungen auf Niederschlag, Wind, Wasserhaushalt. Das Hauptproblem dabei: Die Bevölkerungsdichte. Je enger Menschen und Betriebe in einem Raum zusammengepfercht leben, desto fragiler und empfindlicher reagiert das Gesamtkonstrukt auf jegliche Schwankung. Jede Strasse, jede zugebaute Fläche ist ein Ersatzflussbett für Niederschlag. Bei Starkregenereignissen wird daraus eine Wasserautobahn…wobei sich die abzuführenden Wassermassen summieren – mit den bekannten dramatischen Folgen. Und umgekehrt: Ca. 5 Prozent der BRD gelten als versiegelt – Tendenz steigend. Es müsste also 5 Prozent mehr regnen, um dem Grundwasser wieder eine entsprechende Zufuhr zukommen zu lassen. Ähnliches bei Unwettern: Wenn früher eine Hagelzelle durch die Gegend rauschte, traf sie auf einige vereinzelte Höfe. Heute stehen da grosse Wohn- oder Industriesiedlungen – ggf. prunkvoll dekoriert mit Glasanbauten und dergleichen. Das gilt für unsere überfüllten Industrieländer und ebenso für sog. Entwicklungsländer: Früher trafen jährlich wiederkehrende Fluten vereinzelte Hütten von Fischern…heute drängen sich dort Millionenstädte – wie z.B. in Bangladesh. Ob klimatische Veränderungen einen menschlichen Anteil haben oder nicht – der Punkt ist: Wie werden wir wieder „unempfindlicher“ gegen Veränderungen beim Klima. Eigentlich war Europa bzgl. der Bevölkerungsentwicklung auf einem vernünftigen Weg. Aber dann dämmerte es wohl einigen, dass sich mit einem Überfluss an potentiell Arbeitssuchenden doch günstiger und leichter wirtschaften lässt.
Als Physiker lässt mich dieser Text ein wenig ratlos zurück. Wenn die Albedo der Venus 75% und die der Erde nur 30% beträgt, gleichzeitig die Solarkonstantevauf der Venus nur etwa doppelt so groß wie die irdische ist, dann ist auf der Venus die absorbierte und damit dem Treibhauseffekt zugeführte mittlere Strahlungsintensität um den Faktor
2*25/70=5/7
kleiner als 1. Damit ist nach dem Stephan-Boltzmannschen Gesetz die Abstrahlungstemperatur sogar niedriger als auf der Erde!
Sind daher die hohen Temperaturen auf das hohe Druckverhältnis zwischen Oberfläche und Abstrahlungshöhe (Temeraturprofil), die fehlende Konvektion und/oder Wärme von innen zurückzuführen?