Trotz fast identischer Größe entwickelten sich beide Planeten extrem unterschiedlich. Die Ursache hierfür liegt wahrscheinlich in dem größeren Abstand der Erde zur Sonne, ist aber noch nicht gänzlich verstanden. Beide Körper hatten zu Beginn des Sonnensystems etwa gleichgroße Anteile an flüchtigen Elementen wie beispielsweise Wasserstoff und Kohlenstoff. Auf beiden Planeten wurde Wasser durch vulkanische Prozesse an die Oberfläche transportiert. Ein geringerer Anteil an Wasser stammt von Kometen und Asteroiden, die in der ersten Milliarde Jahren in sehr viel größerer Zahl als heute auf beide Planeten stürzten.
Auf der Erde bildete dieses Wasser zusammen mit dem von Vulkanen aus dem Erdmantel an die Oberfläche transportierten Wasser die Ozeane; auf der wärmeren Venus gab es zunächst sicher auch Wasser, wie das Verhältnis des schweren Wasserstoffisotops Deuterium zu Wasserstoff in der Atmosphäre verrät. Doch es ist fraglich, ob es überhaupt jemals zur Bildung stehender Gewässer kam; falls ja, wäre ihnen bestimmt keine lange Existenz beschieden gewesen – das Wasser wäre verdampft und der Wasserstoff zu großen Teilen ans Weltall verloren gegangen. Die Untersuchung dieser Frage ist eine der wesentlichen Aufgaben der geplanten nächsten Generation von Raumsonden zur Erforschung der Venus.
Perspektivische Ansicht des acht Kilometer hohen Vulkans Maat Mons. (© NASA/JPL)
Das meiste Kohlendioxid der irdischen Uratmosphäre wurde über die Meeressedimente in Gestein oder durch Photosynthese über organische Prozesse in Sauerstoff und Kohlenwasserstoffverbindungen umgewandelt. Auf der Venus hingegen wurde es nach anfänglich etwas moderateren Temperaturen schließlich so heiß, dass nicht nur alle hypothetisch vorhandenen Ozeane sehr früh verdampften. Möglicherweise wurde auch das Kohlendioxid, das vielleicht in den im Wasser gebildeten Sedimenten gebunden war, aus dem Gestein heraus wieder in die Venusatmosphäre entlassen. Insgesamt hat die Erde genau so viel Kohlendioxid wie die Venus, nur ist die überwiegende Menge des Moleküls in Karbonatgesteinen (Kalk und Dolomit) der Erdkruste sowie der irdischen Biomasse gebunden bzw. im Wasser der Ozeane gelöst.
Das Fehlen von Wasser könnte die Ursache dafür sein, dass es auf der Venus keine Plattentektonik gibt. Auf der Erde macht Wasser das Krustengestein brüchig, sodass die ozeanische Kruste in den Mantel abtauchen kann, und wirkt dabei zusammen mit Sedimenten als effizientes „Schmiermittel“. Auf der Erde wird Wasser über den Vulkanismus an den Plattengrenzen wieder in die Atmosphäre zurückgebracht. Obwohl in ihrem inneren Aufbau ähnlich strukturiert wie die Erde, führt das Fehlen von Plattentektonik auf der Venus dazu, dass der Metallkern nicht effektiv genug gekühlt wird, um Umwälzbewegungen (Konvektion) im Kern zu erzwingen. Deshalb finden auch im Kern vermutlich keine großräumigen Massenbewegungen statt, was wiederum verhindert, dass ein Magnetfeld entsteht.