Ein Schritt im Kampf gegen den Klimawandel: das Schwefeldioxid der Venusatmosphäre

Über den Wolken reichen äußere Dunstschichten bis in eine Höhe von etwa 100 Kilometern. Die Venusatmosphäre besteht zu etwa 96% aus Kohlendioxid (CO2). Daneben treten Stickstoff (N2) und Wasserdampf auf.

Zusätzlich enthält die Atmosphäre Schwefelverbindungen. So tritt in den chemisch geschichteten Wolken in den unteren Lagen beispielsweise Schwefeldioxid (SO2) und in den oberen Lagen Schwefelsäure (H2SO4) auf. Ein internationales Forscherteam [1], dem auch Jean-Loup Bertaux, Forschungsdirektor am CNRS [2] und seine Kollegen des Labors für die Atmosphäre, die Umwelt und Weltraumforschung (CNRS/UPMC/UVSQ) [3] angehören, hat nun auch in der Hochatmosphäre der Venus eine Schwefeldioxidschicht (SO2) entdeckt.

Mit Hilfe der Raumsonde Venus Express der ESA, die seit 2006 die Venus umkreist, und des sich an Bord befindlichen Spektrometers SPICAV konnten die Forscher eine Schwefeldioxid-Schicht in einer Höhe zwischen 90 und 110 km nachweisen.

Die Forscher gehen davon aus, dass das Schwefeldioxid aus dem Nebel der Schwefelsäure in den oberen Schichten der Atmosphäre der Venus stammt. Auf der lichtzugewandten Seite der Venus steigt die Temperatur bei über 90 km mit zunehmender Höhe an, was zur Verdampfung der Schwefelsäure führt. Diese zersetzt sich anschließend unter Einwirkung der Sonnenstrahlung (photochemische Reaktion) und wird zu Schwefeldioxid. Reaktionen, die das SO, das SO2, das SO3 und die H2SO4 im Tröpfchennebel oberhalb der größten Schicht der Venus- Wolken miteinander verbinden. © Nature GeoScience Auf der Erde kommt ebenfalls Schwefeldioxid vor. Es bildet sich vor allem bei Vulkanausbrüchen. Wird es bis auf eine Höhe von 20 km hochgeschleudert, wandelt es sich in Schwefelsäure [5] um und bildet feinste Tröpfchen. Diese Aerosole dämpfen die Sonnenstrahlen wie ein Filter. Sie streuen das einfallende Sonnenlicht und vergrößern das Rückstrahlvermögen, was zu einem Absinken der Temperaturen führt. SO2 ist für die Wissenschaftler von besonderem Interesse, da das Gas genutzt werden könnte, um eine Abkühlung der Erdoberfläche durch Geo-Engineering zu erreichen. Ein Befürworter dieser Idee ist der Chemie- Nobelpreisträger Paul Crutzen. Er hatte vor ein paar Jahren angeregt, die Stratosphäre mit Millionen Tonnen von Schwefeldioxid anzureichern, um so die Wolkenbildung zu verstärken. Dies würde wiederum das einfallende Sonnenlicht teilweise zurückwerfen und so die Temperatur senken und dem Treibhauseffekt entgegenwirken. Obwohl wir heute weder technisch noch ethisch in der Lage sind solche Maßnahmen – genannt Geo- Engineering – zu ergreifen, könnten wir in 20 oder 30 Jahren dazu gezwungen sein, wenn die globale Erwärmung unerträgliche Ausmaße annimmt. Vor diesem Hintergrund ist es wichtig, die Folgen eines 5 solchen Eingriffs in die Natur zu untersuchen und alle möglichen daraus resultierenden Reaktionen in Betracht zu ziehen. Kenntnisse über die Vorgänge in der Atmosphäre der Venus werden uns dabei helfen.

[1] Internationales Team bestehend aus Forschern des California Institute of Technology, der Universität Michigan, der Academia Sinica und der National Central University in Taiwan

[2] Wissenschaftlicher Leiter des SPICAV-Spektrometers an Bord der Raumsonde Venus Express, mit der die Entdeckung gemacht wurde

[3] Dieses Labor gehört zum Pierre Simon Laplace Institut

[4] SPICAV ist ein Spektrometer, das im ultravioletten Bereich arbeitet und die zwischen der Sonne (bei Sonnenuntergang) und der Raumsonde Venus Express vorhandenen Gase misst. Da Schwefeldioxid eine Spektralcharakteristik von rund 220 Nanometern aufweist, kann es von SPICAV aufgespürt werden.

[5] Schwefeldioxid (SO2) oxidiert zu Schwefeltrioxid (SO3), welches wiederum durch Absorption eines Wassermoleküls (H2O) zu Schwefelsäure (H2SO4) wird, wie in der Abbildung dargestellt.

Kontakt: Jean-Loup Bertaux – Forscher am CNRS – Tel: +33 180 28 50 62 – E-Mail: jeanloup. bertaux@latmos.ipsl.fr

Quellen:

– „Du dioxyde de soufre dans la haute atmosphère de Vénus : une clé pour lutter contre le réchauffement climatique sur Terre ?“ – Pressemitteilung des CNRS – 05.11.2010 http://www2.cnrs.fr/presse/communique/2021.htm

– Pressemitteilung des INSU – 05.11.2010 http://www.insu.cnrs.fr/co/univers/le-systeme-solaire/du-dioxyde-de-soufre-dans-la-haute-atmosphere-devenus- une-cle-pour-lutte

– Pressemitteilung des Science.gouv.fr – 11.11.2010 http://www.science.gouv.fr/fr/actualites/bdd/res/3788/du-dioxyde-de-soufre-dans-la-haute-atmospherede- venus-une-cle-pour-lutter-contre-le-rechauffement-climatique-sur-terre- Redakteurin: Myrina Meunier, myrina.meunier@diplomatie.gouv.fr