Jupiters Klima wandelt sich drastisch

Das Wetter Jupiters dürfte sich nach aktuellen Forschungsergebnissen im kommenden Jahrzehnt stark beruhigen und dabei auch den größten Teil seiner Wirbelstürme verlieren – bis ein neuer Wetterzyklus beginnt.

Ein Beitrag von Karl Urban. Quelle: Uni Berkeley.

Jupiter gehört zur Familie der Gasriesen. Er besitzt, anders als die erdähnlichen Planeten Mars oder Venus, nur einen winzigen festen Kern und ist von einer gigantischen Gashülle umgeben. Dadurch ist er so massereich, dass man die Erde über 318 mal gegen ihn aufwiegen könnte.

Die dichte Atmosphäre ist durchsetzt von großen Wirbelstürmen. Der wohl prominenteste unter ihnen ist der große rote Fleck (GRF), der bereits mit einem guten Amateurteleskop erkennbar ist.

Philip Marcus von der Universität Berkeley in Kalifornien / USA hat diese Stürme genauer untersucht und dabei versucht vorherzusagen, wie sich die Jupiteratmosphäre zukünftig entwickeln wird. Dafür musste er vor allem die Dynamik der Luftmassen über lange Zeiträume beobachten und verstehen.

„Ich vermute, dass der Verlust der atmosphärischen Whirlpools [Wirbelstürme] die Durchschnittstemperatur auf Jupiter um mehr als 10 Grad verändern wird. Er ist dann am Äquator wärmer und an den Polen kälter“, so Marcus. „Diese globale Bewegung der Temperatur wird die Gasströme destabilisieren und sie schließlich dazu bewegen, neue Wirbel auszubilden. Dies ist ein Ereignis, dass sogar Amateurastronomen beobachten können werden.“

Nach Marcus zufolge markiert diese Phase das Ende eines 70 Jahre andauernden Klimazyklus auf Jupiter. Seine Beobachtungen wurden in der aktuellen Ausgabe des Magazins Nature veröffentlicht.

Die stürmische Atmosphäre des Gasriesen besitzt heute noch etwa ein Dutzend Wirbelstürme in wechselnden Richtungen – nach West oder nach Ost – mit Windgeschwindigkeiten von bis zu 530 Kilometern pro Stunde. Der GRF ist Jupiters größter Wirbelsturm, der sich über eine Entfernung von 20.000 Kilometern erstreckt – genug, um die Erde zwei bis dreimal zu verschlingen. Er ist anders als irdische Wirbelstürme äußerst beständig und hat eine Lebensdauer von über 300 Jahren.

Marcus berichtet, dass der aktuelle 70-Jahre-Zyklus mit der Entstehung der drei verschiedenen Wirbelstürme in der Südhemisphäre begann, die sich etwa 1939 südlich des GRFs bildeten. „[Ihre] Geburt wurde mit Teleskopen von der Erde aus beobachtet“, sagt er. „Ich glaube, wir werden in den kommenden 10 Jahren ähnliche Ereignisse sehen.“

Nach Marcus entstehen in der ersten Phase des Klimazyklus „Wirbel-Straßen“, die weiter westlich liegende Strömungen verdrängen. Auf der nördlichen Seite dieser „Straße“ bilden sich nun im Uhrzeigersinn drehende Wirbelstürme, auf der anderen Seite drehen sich die entstandenen Wirbel entgegengesetzt des Uhrzeigersinns. Der größte Teil der Stürme zerfällt bereits nach kurzer Zeit wieder gemeinsam mit der Turbulenz.

In Phase zwei des Zyklus werden einige weitere Stürme so schwach, dass sie verschwinden. Diese Entwicklung setzt sich so lange fort, bis auf beiden Seiten der „Wirbel-Straße“ nur noch jeweils ein paar Stürme existieren. Das in den Jahren 1997, 1998 und 2000 beobachtete Zusammengehen zweier großer Stürme dürfte ein Anzeichen dafür sein, dass Phase zwei nun langsam zu Ende geht, vermutet Marcus.

Doch warum wirkt sich das Ende einiger Wirbelstürme auf die globale Temperatur des Jupiters aus? Der Wissenschaftler erklärt, dass die große Dynamik der Stürme dafür sorgt, dass es kaum Temperaturunterschiede zwischen Polen und dem Äquatorbereich gibt. „Wenn Sie nun die ständige Vermischung der Atmosphäre stoppen, stoppen Sie auch den Wärmeaustausch zwischen den Breitengraden“, sagt Marcus. Dies erzeugt die großen Unterschiede, da „der Wärmetransport vom Äquator zu den Polen unterbunden wird.“

Glücklicherweise wird der GRF, der sich nahe dem Äquator befindet, nicht stark von diesen Veränderungen beeinflusst werden. Er wird durch das „Verzehren“ kleinerer Stürme überleben.

Doch warum erforscht man das Klima eines fremden, völlig lebensfeindlichen Planeten, wenn wir bei uns genügend eigene Probleme mit dem Klima haben? Philip Marcus erklärt: „Es ist wichtig, verschiedene Klimalabore zu haben. Das Studium anderer Welten hilft uns dabei, besser unsere eigene zu verstehen, auch wenn sie nicht vollkommen ähnlich sind.“