Die Erde ist auch als der blaue Planet bekannt. Diesen Namen verdankt sie auch ihrer Atmosphäre. Wie fragil ein solches System sein kann, haben nun Wissenschaftler der Universität Genf analysiert. Durch die Simulation des Prozesses des sogennanten „Runaway Greenhouse Effect“ konnten sie zeigen, wie sich ein bewohnbarer Planet in eine lebensfeindliche Umgebung verwandeln kann. Dabei zeigte sich, dass schon geringfügige Erhöhung der Sonnenstrahlung ausreichen könnte, um einen Prozess in Gang zu setzen, der die Atmosphäre eines Planeten irreversibel verändert.
Die Entdeckung des „Runaway Greenhouse Effect“
Für ihre Studie simulierten die Wissenschaftler den Treibhauseffekt mithilfe eines virtuellen Modells. „Es ist das erste Mal, dass ein Team den Übergang selbst mit einem 3D-Globalmodell des Klimas untersucht hat und überprüft hat, wie das Klima und die Atmosphäre während dieses Prozesses evolvieren“, so Guillaume Chaverot, einer der Hauptautoren der Studie, in einer Pressemitteilung.
Verglichen mit der Erde zeichnen die Astronomen ein apokalyptisches Szenario. „Eine Erhöhung der Sonnenstrahlung um nur wenige Grade könnte ausreichen, um diesen Prozess in Gang zu setzen und unseren Planeten genauso lebensfeindlich wie die Venus zu machen“. Hierbei gebe es „eine kritische Schwelle für diese Menge an Wasserdampf, ab der sich der Planet nicht mehr abkühlen kann. Von da an wird alles weggetragen, bis die Ozeane schließlich vollständig verdampft sind und die Temperatur mehrere hundert Grad erreicht“. In der Folge könnte der spezielle Greenhouse Effect dazu führen, dass die Oberflächentemperatur gar auf über 1000 °C ansteigt.
Während des Prozesses durchläuft die Atmosphäre erhebliche Veränderungen, die zu einer beinahe unaufhaltsamen und äußerst komplizierten Umkehrung führen. „Von Anfang an des Übergangs können wir beobachten, wie sich sehr dichte Wolken in der oberen Atmosphäre bilden“, so Chaverot. „Tatsächlich zeigt diese nicht mehr die für die Erdatmosphäre charakteristische Temperaturumkehr und trennt ihre beiden Hauptschichten, die Troposphäre und die Stratosphäre.“
Einfluss auf die Suche nach Leben
Die Ergebnisse dieser Studie haben auch Auswirkungen auf die Suche nach Leben im Universum. Émeline Bolmont, Assistenzprofessorin und Direktorin des Zentrums „Life in the Universe“ an der Universität Genf, betont: „Die Erforschung des Klimas auf anderen Planeten hat das Potenzial, ihre Eignung zur Unterstützung von Leben zu bestimmen“. Entsprechend könnten die neuen Erkenntnisse einen entscheidenden Beitrag zur Beurteilung der Bewohnbarkeit von Exoplaneten leisten.
Die Forscher planen, ihre Studie weiter auszubauen, um die genauen Auswirkungen von Treibhausgasen auf den „Runaway Greenhouse Effect“ zu untersuchen. Diese zukünftigen Untersuchungen könnten dazu beitragen, die Klimaentwicklung von Exoplaneten noch besser zu verstehen und die Suche nach potenziell bewohnbaren Welten im Universum voranzutreiben. Die vollständige Studie wurde in der Zeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.