venus

Van ziedende lava-oceaan tot ijskoude gasreus, exoplaneten komen voor in alle vormen en maten. Bewoonbare werelden zijn zeldzamer. Bron: Wikimedia Commons uit NASA/Natalie Batalha en Wendy Stenzel

Planeten die gastvrijer zijn dan de aarde ontdekt

De aarde is in veel opzichten een kosmisch lot in de loterij. Zo kennen we geen hete Jupiters, gloeiendhete gasreuzen vlak bij de zon, die de omloopbaan van de aarde verstoren. De aarde bevindt zich in de goudlokjeszone, niet te heet en niet te koud. Maar toch zijn betere plekken dan de aarde denkbaar. Zo staat de aarde in verhouding iets te dicht bij de zon, waardoor we risico lopen droog te koken na een miljard jaar. Er zijn 24 exoplaneten ontdekt die wel precies op de juiste plek van hun centrale ster staan, en daarmee een stuk minder vatbaar zijn voor Snowball Earth of juist een Venus-scenario. In onderstaande video  verkennen we deze planeten.

Zal de mensheid de komende honderd jaar overleven, dan maken we een redelijke kans om de dichtstbijzijnde van deze planeten te kunnen bezoeken. Tenzij er een Zefram Cochrane opstaat die een sneller-dan-licht aandrijving bouwt, of een stargate, zitten we helaas nog voorlopig opgesloten in dit zonnestelsel.

Van ziedende lava-oceaan tot ijskoude gasreus, exoplaneten komen voor in alle vormen en maten. Bewoonbare werelden zijn zeldzamer. Bron: Wikimedia Commons uit NASA/Natalie Batalha en Wendy Stenzel
Van ziedende lava-oceaan tot ijskoude gasreus, exoplaneten komen voor in alle vormen en maten. Bewoonbare werelden zijn zeldzamer. Bron: Wikimedia Commons uit NASA/Natalie Batalha en Wendy Stenzel
De Venus Atmospheric Maneouverable Platform, of VAMP, is voorgesteld als middel om de raadselachtige atmosfeer van Venus nader te onderzoeken. Bron: Northrop Grumman

Is er leven in de wolken van Venus?

Venus wordt wel de ‘evil twin’ van de aarde genoemd. Dat is niet voor niets. De dikke, zeer hete kooldioxide-atmosfeer maken het oppervlak onleefbaar. Zou het leven op Venus een toevluchtsoord hebben gevonden in de comfortabeler, hogere lagen van de atmosfeer?

Venus heeft ongeveer de afmetingen van de aarde, maar hier houden de gelijkenissen op. Miljarden jaren geleden had Venus veel weg van de aarde, met oceanen en een gematigd klimaat. Op Mars zijn overblijfselen gevonden die veel weg hebben van stromatolieten, een vorm van bacteriekolonies. Het is goed mogelijk dat dit ook op Venus het geval was. Venus raakte echter in de greep van een versterkt broeikaseffect, waardoor de oceanen droogkookten en de planeet onleefbaar werd.

De Venus Atmospheric Maneouverable Platform, of VAMP, is voorgesteld als middel om de raadselachtige atmosfeer van Venus nader te onderzoeken. Bron: Northrop Grumman
De Venus Atmospheric Maneouverable Platform, of VAMP, is voorgesteld als middel om de raadselachtige atmosfeer van Venus nader te onderzoeken. Bron: Northrop Grumman

Een dikke kooldioxide-atmosfeer, 95 maal zo dicht als de aardse atmosfeer, houdt het oppervlak in een permanent wolkendek gevangen. Het gevolg is een in het zonnestelsel verder ongekend broeikaseffect. Temperaturen op de oppervlakte van Venus bereiken tegen de 450 graden. Hoger in de atmosfeer zijn de omstandigheden leefbaarder. Op ongeveer vijftig tot zestig kilometer hoogte is de atmosferische druk en de temperatuur ongeveer gelijk aan die van de aarde. Eerder is al voorgesteld om op deze hoogte drijvende kolonies te vestigen.

Misschien zijn deze kolonies er al, denken nu enkele wetenschappers. Althans: bacteriekolonies van Venusiaanse bacteriën. In de wolkenlaag tussen 47,5 en 50,5 km hoogte zijn namelijk raadselachtige absorptiespectra aangetroffen die tot nu toe niet verklaard kunnen worden met de bekende modellen. Deze zijn gemeten in wolken, die zich geregeld uitbreiden en dan weer instorten. Dit heeft wel wat weg van algenbloei op aarde. Een groep Venus-onderzoekers ontmoette bij toeval de microbioloog Grzegorz Slowik, werkzaam aan de universiteit van Zielona Góra in Polen. Slowik ontdekte dat de absorptiespectra opmerkelijke gelijkenis vertoonden met die van aardse bacteriën. De atmosfeer van Venus op deze hoogte is rijk aan deeltjes die in drie groepen voorkomen: âˆ¼0.4–0.6 μm (mode 1), ∼2–2.8 μm (modes 2 en 2′), en ∼7.3–8 μm (mode 3). Deze deeltjes bestaan voor een groot deel uit zwavelzuur. De atmosfeer van Venus is niet erg rijk aan water, met een gemeten maximum van 200 ppm rond de equator. Omdat deze druppeltjes voor een groot deel uit zwavelzuur bestaan, zijn ze erg hygroscopisch. Dat maakt dat ze ondanks de droge atmosfeer toch niet uitdrogen.

Op aarde komen vergelijkbare deeltjes voor, die weliswaar geen zwavelzuur bevatten, maar wel een thuis bieden aan miljarden bacteriën per kubieke meter lucht. Verdund zwavelzuur lijkt een erg ongastvrije leefomgeving, maar op aarde kennen we bacteriën die het in deze omgeving uit zouden kunnen houden. Acidithiobacillus soorten, bijvoorbeeld, komen voor in zeer zure zwavelrijke metaalertsen. Opmerkelijk genoeg vertoont het absorptiespectrum van de Venusiaanse atmosfeer enige gelijkenis met dat van deze bacteriën.

Mogelijk zijn deze deeltjes dus bacteriekoloniën, en is het leven op Venus dus toch niet helemaal verdwenen. De groep onderzoekers stelt daarom voor, toekomstige Venus-expedities uit te rusten met apparatuur om direct metingen te doen aan deze atmosferische laag.

Lees ook
Zou leven op Venus kunnen bestaan?

Bron
Sanjay S. Limaye et al., Venus’ Spectral Signatures and the Potential for Life in the Clouds, Astrobiology (pre-print), 2018

Tijdens het toepasselijk Hadeaan (hels) genoemde geologische tijdperk, was de aarde het domein van lava en vuur. Bron: Tim Bertelink/Wikimedia Commons

Een dag op de aarde, Mars en Venus, vier miljard jaar geleden

Pak je zuurstofmasker en zorg voor een goede bescherming tegen UV-straling. Zuurstof en dus een ozonlaag, is er namelijk vier miljard jaar geleden op Aarde nog niet. Wil je levende organismen zien? Vergeet dan de microscoop niet…

Ondertussen was Mars, nu een koude woestenij, 4,3 miljard jaar geleden veel gastvrijer dan nu. De ondiepe oceanen waren nog niet weggeërodeerd door de zonnestraling. Erg warm was het nooit op Mars, maar met een gemiddelde temperatuur van 5 graden boven nul leefbaar. Nu zijn temperaturen onder de -120 graden geen uitzondering op de planeet.

Onze andere buurplaneet, Venus, is op dit moment de meest dodelijke plek in het zonnestelsel.  De Venera 13, een door de Sovjets ontworpen zeer solide ruimtevaartuig, hield het niet langer dan twee uur uit op de oppervlakte met een luchtdruk van 90 maal de aardse en een verschroeiende 450 graden Celsius.

Ook Venus heeft betere tijden gekend….

Bliksem op Venus (artist impression). Bron: ESA

Aarde wordt erger dan Venus in de toekomst

De aarde wordt erger dan Venus in de toekomst. Is er nog redding?

De aarde is een planeet met uitgestrekte oceanen. Onze buurplaneet Venus heeft ook een soort oceaan – een kooldioxide-atmosfeer die met bijna honderd maal de aardse luchtdruk aan de oppervlakte zo dicht is dat je er doorheen moet waden. Er is ook sneeuw op de toppen van de Venusiaanse bergen. Metaalsneeuw. Geen wonder, want de temperaturen op Venus liggen tussen de vier- en vijfhonderd graden Celsius. Kortom: geen plek waar je je vakantie wilt doorbrengen. Hier de video.

Aarde wordt erger dan Venus
Bliksem op Venus (artist impression). Bron: ESA

De zon wordt elke miljard jaar zo’n tien procent heter. De oceanen zullen verdampen. Kooldioxide hoopt zich op. Over een miljard jaar zal de aarde een grotere hel zijn dan Venus. De reden: ons magnetische veld houdt de waterdamp vast, waardoor dit krachtige broeikasgas, anders dan op Venus, behouden blijft. Volgens sommige schattingen zal de aarde zelfs boven de 2000 graden Celsius heet worden. Bij deze temperaturen zal de aardkorst wegsmelten. Kortom: de aarde wordt erger dan Venus wat dat betreft.

Aarde wordt erger dan Venus – hoe te voorkomen

Op het eerste gezicht lijken onze kansen klein. Deze processen gaan de menselijke schaal ver te boven. De zon is gigantisch groot. Leven wordt dan onmogelijk. Of is de aarde toch nog te redden?

Dat is mogelijk, maar gaat lastig worden, aldus deskundigen. Alleen als we op zeer grote schaal geoengineering toepassen. Of de grootste verhuisoperatie ooit, namelijk door de aarde in een baan verder van de zon te brengen. Het goede nieuws is dat we nog ruim de tijd hebben. Want een miljard jaar is best wel lang. Een miljard jaar geleden was het ingewikkeldste dier een eencellige. Als wij als mensheid een Kardashev-II beschaving weten op te bouwen, hebben we de totale energievoorziening van de zon onder ons beheer. De aarde redden en de zon op een wat lagere stand zetten, door starlifting, zal dan mogelijk zijn.

Het koloniseren van Mars is relatief het minst moeilijk. Alleen Mercurius komt in de buurt. Nasa

Video: het koloniseren van het binnenste deel van het zonnestelsel

Met de plannen van Elon Musk, Mars One en de diverse naäpers om naar Mars te gaan, staat ruimtekolonisatie weer volop in de belangstelling. In deze video van Isaac Arthur en Fraser Cain (Universe Today) een overzicht.

Het binnenste deel van het zonnestelsel kent veel zonlicht en is rijk aan metalen en silicaten. Water is in het binnenste deel van het zonnestelsel relatief gezien schaars: alleen de aarde en in mindere mate Mars beschikken over veel water. Dit schept unieke uitdagingen. Aantrekkelijk aan deze aardachtige planeten (waar we om praktische redenen de Maan bij zullen rekenen) is de korte afstand tot de aarde en de relatief aardachtige leefomstandigheden, al zijn grote tecynische aanpassingen nodig om mensen in leven te houden.

Het koloniseren van Mars is relatief het minst moeilijk. Alleen Mercurius komt in de buurt. Copyright: Bryan Versteeg / Spacehabs.com
Het koloniseren van Mars is relatief het minst moeilijk. Alleen Mercurius komt in de buurt. Copyright: Bryan Versteeg / Spacehabs.com
De atmosfeer van Venus is volkomen onadembaar, maar bevat veel nuttige grondstoffen om bijvoorbeeld plastics van te maken. Bron: Wikimedia Commons

NASA plant drijvende steden boven Venus

Er is een plek elders in dit zonnestelsel met ongeveer aardse temperaturen, zwaartekracht en luchtdruk. Er is een dikke beschermende atmosfeer en de hoeveelheid zonlicht is ruim voldoende. Kortom: ideaal voor menselijke bewoning.

https://www.youtube.com/watch?v=35y-f5X71Ck

Er is alleen een klein probleempje. Deze comfortabele plek bevindt zich vijftig kilometer hoog in de atmosfeer van Venus. De oppervlakte van Venus is namelijk vermoedelijk de dodelijkste plek in het zonnestelsel. NASA heeft nu een oplossing bedacht: een drijvende stad. Hoe realistisch is dit plan? En richten we onze aandacht niet beter op Venus, dan op Mars?

De atmosfeer van Venus is volkomen onadembaar, maar bevat veel nuttige grondstoffen om bijvoorbeeld plastics van te maken. Bron: Wikimedia Commons
De atmosfeer van Venus is volkomen onadembaar, maar bevat veel nuttige grondstoffen om bijvoorbeeld plastics van te maken. Bron: Wikimedia Commons

Living of the planet
De atmosfeer van Venus bestaat uit kooldioxide (96,5%), stikstof (3,5%), zwaveldioxide (0,015%), argon, waterdamp en zwavelzuur (sporen;zie grafiek). Hiermee bevat ze overvloedige hoeveelheden van de elementen stikstof, zuurstof, koolstof en zwavel. Alleen  waterstof is zeer schaars: de schaarse aanwezige waterstof maakt deel uit van zwavelzuur en een spoor waterdamp.

Van kooldioxide en stikstof kunnen plastics gemaakt worden, zeker gezien de overvloedige hoeveelheden zonne-energie. De zonneconstante boven Venus is twee keer zo hoog als boven de aarde. Deze plastics zullen dan polycarbonaten of soortgelijke verbindingen zijn. Gezien de schaarste van waterstof en afwezigheid van belangrijke elementen als fosfor en metalen in de atmosfeer van Venus, is Venus een logische  bestemming en overlaadstation voor ladingen erts en waterijs uit de planetoïdengordel. De dikke atmosfeer is namelijk ideaal om af te remmen. Kortom: verprutsen we als mensheid de grote kans om een ruimtevarende soort te worden niet, dan zullen we vermoedelijk nog veel van Venus horen in de komende decennia.

Verder lezen:
HAVOC projectpagina (NASA)
Uitgebreider artikel
Ruimtekolonisatie Venus

Vijftig kilometer boven het dodelijke oppervlak van Venus is het een stuk leefbaarder.

HAVOC: zwevende ruimtekolonie op Venus

Het oppervlak van onze tweelingplaneet Venus is vermoedelijk de meest helse omgeving in het zonnestelsel. Op ongeveer vijftig kilometer hoogte heersen echter aangename aardse temperaturen en gasdruk. Als klap op de vuurpijl is de zwaartekracht op Venus bijna net zo hoog als op aarde, waardoor een verblijf in de Venusiaanse wolken erg gerieflijk is. De reden dat NASA plannen maakt voor het bouwen van een zwevende ruimtebasis in de atmosfeer van de altijd bewolkte planeet.

Ademen op deze hoogte kan niet: de atmosfeer bestaat ook hier uit 96% kooldioxide, 3% stikstof en het nodige zwavelzuur. Prettige kant hieraan is echter dat ons geliefde gasmengsel van zuurstof en stikstof tweederde maal zo zwaar is als dit, en dus dat een ballon gevuld met aardse lucht blijft zweven. NASA gebruikt in de plannen het op aarde zeer schaarse helium als liftgas, vermoedelijk omdat dit de minst storingsgevoelige oplossing is. Ook biedt de dichte atmosfeer een goede bescherming tegen kosmische straling. Op Mars is dat wel anders. Het plaatje hieronder is van een ander concept: de ideeën van NASA zijn niet nieuw.

Vijftig kilometer boven het dodelijke oppervlak van Venus is het een stuk leefbaarder.
Vijftig kilometer boven het dodelijke oppervlak van Venus is het een stuk leefbaarder.

Lees ook
Venus: zwevend zonnebaden
HAVOC-projectpagina NASA

Video: Bemande landing op Venus

Een afdaling in de hel. Wat zou er gebeuren als een bemande expeditie zou afdalen naar een van de dodelijkste plekken van het zonnestelsel? In deze zes minuten durende video wordt op overtuigende wijze gedemonstreerd wat er gebeurt met ruimtevaartuig, meetinstrumenten en astronauten.

De video is overigens wel erg optimistisch wat betreft de ruimtepakken. Op Venus is een zeer goed geïsoleerd  drukpak nodig.

Lees ook:
Zou leven op Venus kunnen bestaan?
Venus: zwevend zonnebaden

Volgens de Russische ruimteexpert Leonid Ksanfomaliti is dit een schorpioenachtig dier. De meeste onderzoekers houden het op optisch bedrog.

Zou leven op Venus kunnen bestaan?

Met een oppervlaktetemperatuur van bijna vijfhonderd graden en een atmosfeer die meer weg heeft van een soep dan van een gas, is Venus niet echt een voor de hand liggende plek om buitenaards leven te zoeken. Toch beweerde de Russische ruimteexpert Leonid Ksanfomaliti leven te hebben aangetroffen op Venera-foto’s uit 1982. Ondertussen zijn Ksanfomaliti’s waarnemingen naar het nu lijkt ontmaskerd als fotografische fouten, maar toch. Hoe zou leven er onder dergelijke omstandigheden uitzien?

Volgens de Russische ruimteexpert Leonid Ksanfomaliti is dit een schorpioenachtig dier. De meeste onderzoekers houden het op optisch bedrog.
Volgens de Russische ruimteexpert Leonid Ksanfomaliti is dit een schorpioenachtig dier. De meeste onderzoekers houden het op optisch bedrog.

Venus: de helse zus van de aarde
Venus is met een oppervlaktetemperatuur van 460 graden de heetste planeet van het zonnestelsel. Zelfs Mercurius, die veel dichter bij de zon staat dan Venus, is midden op de dag op de evenaar nog 35 graden koeler.  De temperatuur is heet genoeg om lood te doen smelten. De atmosfeer is al even radicaal verschillend van de aarde. Deze bestaat uit kooldioxide met 3,5% stikstof, dit onder een druk van 92 atmosfeer. Een liter Venusatmosfeer weegt zeventig gram. De atmosfeer bevat meer zwavelzuur dan water. Kortom: als er al leven voorkomt op de planeet, moet dit radicaal afwijken van dat van de aarde.

Is leven mogelijk?
Leven op waterbasis, zoals op de aarde, is door de extreem hoge temperaturen en kurkdroge atmosfeer uitgesloten. We zullen dit vraagstuk dus natuurkundig moeten behandelen.

Is er vrije energie?
Leven, welke vorm van leven ook, is een complex, negentropisch proces en is afhankelijk van vrije energie. Vrije energie is energie waarmee nuttige arbeid is te verrichten, alle vormen van energie dus met uitzondering van de achtergrondswarmte.
De voornaamste energiebron op de oppervlakte van Venus is zonlicht. Door de zeer dikke atmosfeer en het wolkendek van zwavelzuur is de lichtintensiteit rond de tienduizend lux, dat is een schemerige winterdag op aarde. In principe is dit voldoende voor leven, dat de vrije energie van het licht zou kunnen benutten en uiteindelijk omzetten in afvalwarmte. Er is echter maar weinig van beschikbaar. Te weinig in ieder geval om ruimtevaartuigen op te laten werken.
Een veel zwakkere energiebron is chemische energie – de atmosfeer is chemisch niet helemaal in evenwicht. Wellicht zijn er op het oppervlak afzettingen waaruit een levensvorm in theorie energie zou kunnen halen.

Is er een medium om informatie op te slaan op 460 graden?
DNA, door het aardse leven gebruikt als informatieopslag, zou bij deze temperaturen spontaan uiteenvallen. In feite is dit hoger dan de temperatuur in een autoclaaf, bedoeld om alle bacteriën te doden. Leven op Venus zal dus gebruik moeten maken van meer resistente moleculen, die tegelijkertijd chemisch voldoende actief zijn om gelezen te kunnen worden. Dergelijke moleculen zijn er niet veel. Zelfs siliciumverbindingen vallen uiteen boven de twee- a driehonderd graden. Het materiaal zal dus mogelijk uit koolstof-stikstof-silicium verbindingen bestaan met dubbele bindingen tussen de atomen om voor grotere chemische stabiliteit te zorgen. Een goede kandidaat zijn kleimineralen.

Is er een medium om stofwisseling mogelijk te maken?
In aards leven vervult water de functie van oplosmiddel. We zullen dus op zoek moeten gaan naar een substantie die bij de temperaturen en drukken op de oppervlakte van Venus zich kan gedragen als een vloeistof. Kooldioxide zelf heeft bij deze druk wel iets van een vloeistof met een dichtheid van een dertiende van die van water. De stof bij deze druk en temperatuur superkritisch, een soort mengvorm tussen vloeistof en gas. CO2 wordt als wasmiddel gebruikt onder superkritische omstandigheden dus is in principe geschikt als medium. Wel is kooldioxide apolair. Dat wil zeggen dat alleen ongeladen, weinig reactieve moleculen er in oplossen. Over het algemeen niet het type moleculen dat biologisch actief is. Een andere mogelijkheid zijn vloeibare metalen of halfmetalen, zoals antimoon. Volgens sommigen bestaat de sneeuw op de toppen van Maxwell Montes uit dit goedje.

Welke moleculen kunnen werken als enzym en als bouwmateriaal?
Op aarde bestaan enzymen uit eiwitten en, zeldzaam, uit RNA (‘ribozymen’). Menselijke eiwitten denatureren al boven de 42 graden. Ook RNA is zeer instabiel. Beide stoffen zouden op Venus in een fractie van een seconde uiteenvallen. Ook hier geldt dus dat compleet andere chemische verbindingen of principes dan aards leven actief moeten zijn. Veel stoffen die bij lagere temperatuur inert zijn, worden chemisch actief bij deze temperaturen. Je zou kunnen denken aan verbindingen tussen silicium, koolstof en stikstof. Kortom: levensvormen die het bij deze temperaturen uithouden zouden bij aardse temperaturen veel weg hebben van een merkwaardig gevormde rots.

 

Hoewel er op een woestijnplaneet onvoldoende te eten is voor zandwormen, kloppen veel van Herberts voorspellingen over woestijnplaneten wel aardig.

‘Meeste bewoonbare exo-aardes woestijnplaneten’

Woestijnplaneten, die veel weg hebben van de planeet Arrakis in de science fiction klassieker Duin, of Tatouine uit de Star Wars-cyclus, zijn waarschijnlijk het meest voorkomende type bewoonbare planeet in de Melkweg, aldus onderzoekers. Ook was Venus volgens hun onderzoek slechts één miljard jaar geleden nog een bewoonbare woestijnplaneet. En loopt het voor de aarde minder akelig af dan tot nu toe vermoed.

Zonder water geen leven
Water is absoluut noodzakelijk voor leven. De zoektocht naar leven elders in het universum heeft zich grotendeels geconcentreerd op waterrijke oceaanwerelden met heel veel vloeibaar water op hun oppervlak. Je kan dan denken aan grotendeels met een oceaan overdekte planeten, zoals de aarde, of nog nooit aangetroffen planeten met een honderden kilometers dikke laag water. Een soort ontdooide versie van Jupiters ijsmanen Ganymedes en Europa, zeg maar.

Om bewoonbaar te zijn moeten planeten zich in een “Goudlokjeszone” bevinden, genoemd naar de hoofdpersoon in een sprookje die haar pap niet te heet of te koud wilde. Te ver van de zon verandert een planeet in een ijsbal, zoals de manen van Jupiter. Te dicht bij de zon verandert een planeet in een verschroeiende hel zoals Venus of de door de zon geblakerde Mercurius. Te dicht bij de zon verdampt er zoveel water dat er een zeer sterk broeikaseffect ontstaat. De waterdamp valt door de zonnestraling uiteen in waterstof en zuurstof. Waterstof is te licht om vastgehouden te worden door de planeet, de zuurstof reageert met de koolstof in de korst tot kooldioxide of wordt opgeslokt door het ijzer, silicium en aluminium in de korst.

Woestijnplaneet Arrakis blijkt vaker voor te komen dan voor mogelijk werd gehouden
De onderzoekers werden geïnspireerd door Dune, het door science fiction schrijver Frank Herberts bedachte epos. Hierin terroriseren honderden meters lange zandwormen een woestijn zo groot als een planeet en produceren de in Herberts fictionele universum zeer gewilde specie, een goedje dat telepathische vermogens opwekt en het leven verlengt. Planetoloog Kevin Zahnle noemt Arrakis een buitengewoon goed uitgewerkt voorbeeld van een woestijnplaneet. Op Arrakis, in feite een warmere en grotere versie van Mars,  zijn alleen de polen leefbaar met misschien hier en daar een kleine oase.

Heeft de eerste ontdekte bewoonbare exoplaneet meer weg van Arrakis dan van de aarde?
Heeft de eerste ontdekte bewoonbare exoplaneet meer weg van Arrakis dan van de aarde?

De bewoonbare zone in ons zonnestelsel, vergeleken met die van het rode-dwergsterretje Gliese 581 is op de afbeelding rechts te vinden.

Volgens de onderzoekers zorgt de schaarste van water op een woestijnplaneet, dat deze minder kieskeurig is wat betreft de afstand tot de ster dan een waterrijk lustoord. Een landplaneet heeft bijvoorbeeld minder water dat kan bevriezen tot ijs of sneeuw, die zonlicht terugkaatst. Inderdaad is dit een berucht effect van grote ijsmassa’s en de reden dat ijstijden zo lang duren.  Volgens de onderzoekers absorbeert de bodem van de planeet meer zonnehitte en maakt dit ook koudere regionen dan anders nog leefbaar. Het gebrek aan waterdamp betekent ook dat dit krachtige broeikasgas ontbreekt en dus in theorie minder hitte vast houdt. Dit sluit volgens de onderzoekers uit dat zich een broeikaseffect ontwikkelt. Ook betekent minder waterdamp ook minder water dat door UV-straling in waterstof en zuurstof gesplitst kan worden.

In hun model gingen Yutaka Abe van de Universiteit van Tokyo met Zahnle en hun collega’s aan het rekenen met een aantal simpele driedimensionele klimaatmodellen voor aardachtige planeten. Voor hun simulaties van landplaneten lieten ze de aardse daglengte, luchtdruk en kooldioxidegehaltes onveranderd, maar verwijderden oceanen en plantengroei. Alleen grondwater diep onder de grond bleef behouden. Een verrassende uitkomst: de bewoonbare zone voor een landplaneet is maar liefst drie keer groter dan die voor een oceaanplaneet. Hun conclusie: de eerste bewoonbare exo-aarde die we vinden zou wel eens meer weg kunnen hebben van een bovenmaatse woestijn dan van de Stille Oceaan.

Hoewel er op een woestijnplaneet onvoldoende te eten is voor zandwormen, kloppen veel van Herberts voorspellingen over woestijnplaneten wel aardig.
Hoewel er op een woestijnplaneet onvoldoende te eten is voor zandwormen, kloppen veel van Herberts voorspellingen over woestijnplaneten wel aardig.

Woestijnplaneet blijft in veel groter gebied leefbaar
Ze ontdekten ook dat een waterplaneet in een ijsbal verandert als de hoeveelheid zonlicht onder de 72% tot 90% van dat van de aarde vermindert (afhankelijk van de stand van de draaias). Landplaneten bleken veel beter bestand tegen bevriezing. Pas als de hoeveelheid zonlicht daalde onder de 58% tot 77%, bevroor de woestijnwereld. Dit effect rekte de bewoonbare zone enorm uit. Als een woestijn-aarde zich op de plek van Mars had bevonden, met 44% van de aardse hoeveelheid zonnestraling, was de planeet met een wat sterker broeikaseffect dan hier, nog bewoonbaar geweest.

Woestijnplaneten blijken, wat minder verrassend wellicht, ook beter bestand tegen veel zon dan waterplaneten. Als de hoeveelheid zonlicht met 35% toeneemt is een waterplaneet  zoals de aarde reddeloos verloren. Daarentegen kan de hoeveelheid zonlicht toenemen tot 170% van de aardse waarde, voor er geen plaats meer is waar vloeibaar water kan bestaan.

Zahnle denkt echter dat deze woestijnplaneten toch op de nodige punten verschillen van Arrakis. Zo zouden de poolstreken op een woestijnplaneet aanmerkelijk leefbaarder zijn dan op Arrakis – kleine stroompjes, meertjes en dergelijke zouden veel voorkomen. De planeten zijn te ontdekken door te letten op hun vrije-zuurstofgehalte. Water komt op veel plaatsen in het universum voor, dus is minder geschikt om leven te vinden, stelt Zahnle. Hij denkt daarom dat er eerder bewoonbare woestijnplaneten worden gevonden dan waterwerelden. De woestijnplaneten kunnen dichter bij de centrale ster staan, waardoor ze die eerder laten schommelen of voor de ster langs bewegen en zo sneller worden ontdekt.

Wordt de aarde een woestijnwereld?
Volgens onderzoekers zal ook de aarde zelf in een woestijnwereld veranderen. Elke miljard jaar wordt de zon negen procent helderder. De zonnestraling zal uiteindelijk het vloeibare water op de planeet splitsen in waterstof en zuurstof. De onderzoekers hebben echter een opwekkend bericht. De aarde blijft veel langer bewoonbaar dan gedacht. Waarschijnlijk zal de aarde aan het rampzalige broeikaseffect kunnen ontsnappen dat Venus in een hel veranderde. ‘Slechts’ een derde van de oceanen zal wegkoken voordat de zon in een rode reus verandert.

Was Venus ooit bewoonbaar?
Volgens de berekeningen van de wetenschappers is het antwoord hierop ja. Ze gingen er hierbij van uit dat Venus ooit over oceanen  beschikte – waar het extreem hoge gehalte aan deuterium in het zwavelzuur in de atmosfeer van Venus inderdaad op wijst. Volgens de onderzoekers ging Venus door een periode waarin de planeet droog was, maar bewoonbaar.Venus kon zelfs tot een miljard jaar geleden een leefbare woestijnplaneet zijn geweest met vochtige polen en een geblakerde evenaar. Zijn we net een miljard jaar te laat geëvolueerd om Venus te koloniseren?

Bron:
Astrobiology Magazine