Klimaat op Venus, een gevolg van broeikasgas CO2?

Venus is vanaf de Zon gezien, de tweede planeet van ons Zonnestelsel. De planeet is vernoemd naar Venus, de Romeinse godin van de liefde.

Ons zonnestelsel

De gemiddelde temperatuur aan het oppervlak van planeten met een atmosfeer wordt voor een belangrijk deel bepaald door de intensiteit van de inkomende en gereflecteerde zonnestraling. Naarmate een planeet dichter bij de Zon staat, zal de temperatuur op deze planeet hoger zijn:

Planeet Afstand tot de Zon Rotatietijd om de Zon Maximale dagtemperatuur Minimale nachtemperatuur Albedo
Mercurius 60 miljoen km 58 dagen +427 graden celcius -183 graden celcius 5.6%
Venus 108 miljoen km 243 dagen +460 graden celcius 460 graden celcius 72.0%
Aarde 150 miljoen km 1 dag +51 graden celcius -58 graden celcius 30.0%

Albedo is het percentage zonlicht dat wordt teruggekaatst.

Venus staat 48 miljoen km verder weg van de Zon dan Mercurius. De albedo van Venus is hoog t.o.v. Mercurius en dat betekent dat er veel minder zonnewarmte wordt ingevangen dan op Mercurius. De rotatie van Venus is enorm traag en dan zou je verwachten dat er een flink verschil zou zijn tussen de dagtemperatuur en de nachttemperatuur. De werkelijkheid is dat er geen verschil is in dag- en nachttemperatuur. Er doen zich wonderlijke klimaatomstandigheden voor op Venus. De temperatuur en de druk van de atmosfeer van Venus verandert sterk met de hoogte. De atmosfeer is als volgt opgebouwd:
De bovenste laag van 20 km dikte bestaat uit druppels geconcentreerd Zwavelzuur, waardoor Venus een hoog albedo heeft: 72%.

De daarop twee volgende lagen bestaan uit wolken van Zwavelzuur. De bovenste laag is minder compact dan de onderste wolk. De rol van Zwavelzuur is identiek aan die van water op Aarde en zorgt voor convectie, waarbij dus warmteoverdracht plaats vindt van de warme naar de koude ruimte. Als de nevel in de koudere laag is aangekomen vindt er condensatie plaats. De gevormde druppels Zwavelzuur uit de bovenste laag regenen door de hete wolken heen en verdampen tot nevel. Kookpunt van Zwavelzuur is 337 °C. Deze hete nevel stijgt weer op en condenseert waarmee ze haar warmte afgeeft.

De samenstelling van de onderste laag (troposfeer) van de atmosfeer van Venus:

  • +/- 96,5 % CO2 Kooldioxide
  • +/- 3,5 % N2 Stikstof
  • 0,002 % H2O Waterdamp
  • 0,0017% CO Koolmonoxide
  • 0,015% SO2 Zwaveldioxide

De atmosfeer van de Aarde bevat 0,04% CO2.

Stikstof is geen broeikasgas en de invloed van waterdamp op Venus, dat wel een broeikasgas is, is verwaarloosbaar. Kooldioxide zou dus de boosdoener moeten zijn. De onderste laag van de atmosfeer heeft een temperatuur van 460 °C en er heerst daar een druk van 93 bar. Deze laag is dermate gecomprimeerd en massief dat de warmte, welke overdag door de Zon is ingevangen en als warmtestraling door de bodemlaag wordt uitgestraald,  ’s nachts behouden blijft.
CO2 vormde dus een zeer compacte laag aan de onderkant van de atmosfeer. Deze compacte laag CO2 veroorzaakt geen broeikasgas effect om de dood eenvoudige reden, dat CO2 bij deze hoge temperatuur en druk in een super kritische vloeistof is omgezet.

Gassen kunnen een broeikasgas zijn, maar vloeistoffen hebben deze eigenschap niet!

In de tweede aflevering van zijn nieuwe serie “Stephen Hawking’s Favorite Places” schrijft hij:

  • “ De Aarde kan net zo heet worden als Venus, wanneer we de hoeveelheid broeikasgassen niet terugdringen. De volgende keer dat je een klimaatontkenner tegen komt, raad hem dan aan een reis naar Venus te maken. Ik betaal de reiskosten wel.”

De opvatting van Hawking is dat de hoge temperaturen boven het oppervlak veroorzaakt worden door een broeikasgas proces ten gevolge van de aanwezigheid van CO2, dat in een hoeveelheid van 96,5% in de atmosfeer van Venus aanwezig is. Een broeikasgas proces houdt in dat het gas kooldioxide de infraroodstraling vanuit de bodem invangt en voor een deel omzet in warmte. Dit gebeurt dus niet, omdat Kooldioxide niet als gas aanwezig is. Het vasthouden van warmte op de planeet Venus is een totaal ander proces dat het broeikaseffect op Aarde. Het kan dus niet zo zijn, dat Venus het afschrikwekkende voorbeeld is voor een doemscenario dat de Aarde te wachten staat. Het is te betreuren, dat een superwetenschapper als prof. dr. Stephen Hawking met zijn onjuiste uitspraak veel mensen de stuipen op het lijf heeft gejaagd.

Ap Cloosterman