Katastrophe Sonnensturm




Katastrophe SonnensturmHeftige Sonnenstürme sind ein beliebtes Motiv in Science Fiction-Blockbustern und ein heißes Thema für Apokalyptiker. Mittlerweile jedoch rücken diese Attacken unserer Sonne auf die Erde zunehmend in den Mittelpunkt der Forschungen von Astrophysikern, denn die Gefahr ist real. Unsere technisierte Welt ist anfälliger denn je. Die Auswirkungen größerer Sonnenstürme auf Luftfahrt, Satelliten, Kommunikationssysteme und IT-Systeme sind verheerend! Katastrophe Sonnensturm!

Dieser Tage hat das dänische Amt für Zivilschutz nun auch Sonnenstürme neben Terror, Orkanen, Epidemien und Sturmfluten zu den 13 größten Bedrohungen für das Land hinzugefügt. »Es ist etwas Neues, dass wir jetzt das Weltraumwetter mit auf der Liste haben. Aber es kann ernste Konsequenzen auch für Dänemark haben«, erklärt Mads Ecklon, Chef des Katastrophenschutzes gegenüber der Zeitung »Jyllands Posten«. Und so ganz abwegig ist das Vorgehen des dänischen Katastrophenschutzes nicht. Die Auswirkungen von Sonnenstürmen auf Gesellschaft, Technik und Natur sind frappierend. Und ein Super-Sonnensturm könnte unsere Gesellschaft so stark schädigen, dass sie sich niemals wieder davon erholen würde. Die finanziellen Folgen für Wirtschaft und Infrastruktur beziffern Experten allein auf die USA gemünzt auf 8 bis 40 Milliarden US-Dollar, und das täglich!

Katastrophe Sonnensturm

Simpel gesagt entstehen Sonnenstürme, wenn Magnetfelder auf der Sonnenoberfläche kollabieren. Dann werden immense Mengen an Energie frei, und zwar in Form von Gas, das elektrisch geladen ist – sogenanntes Plasma. Ausgangspunkt der Sonnenstürme, sind Gebiete hoher magnetischer Feldstärke in den äußersten Schichten der Sonne, der Chronosphäre und Korona. Die Gebiete dieser hohen magnetischen Feldstärke nehmen wir in Form der dunklen Sonnenflecken wahr. Sonnenflecken entstehen immer dann, wenn im Magnetfeld der Sonne Störungen auftreten. Diese wiederum führen dazu, dass sich die Magnetfelder dort bündeln und das Aufsteigen des heißen Plasmas aus dem Inneren der Sonne verhindern. Im Rahmen eines Zyklus von 11 Jahren kollabieren diese Sonnenflecken, indem sie ihr Magnetfeld abstoßen. Dann schießen mit Macht Elektronen und Protonen mit einer Geschwindigkeit von 300 Kilometern pro Sekunde Richtung Erde – der sogenannte Sonnensturm. Innerhalb einer Stunde erreicht die hochenergetische Plasmawolke die Erde. Ein Teil der Strahlung selbst wird wieder von der Sonne eingefangen und abgebremst. Die dabei frei werdende Bewegungsenergie wird in Form eines Röntgenblitzes abgegeben. Wissenschaftler nennen ihn auch Flare. Oft verwendet die Wissenschaft den Terminus Flare generell für einen Sonnensturm. Da sich der Blitz mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet, erreicht er noch vor der Plasmawolke die Erde – etwa acht Minuten nach der Sonneneruption. Er ist der erste Indikator eines bevorstehenden Sonnensturms.

Katastrophe Sonnensturm

Erreicht der Sonnensturm die Erde, prallt er gegen das Magnetfeld. Bei der Kollision der Plasmawolke mit dem Erdmagnetfeld entsteht Reibungsenergie, die sich schließlich in einem Stromfluss Richtung Erdpole manifestiert. Das Ergebnis bewundern wir in Form der Polarlichter. Das Magnetfeld der Erde schützt uns vor »normalen« Sonnenstürmen in perfekter Art und Weise.

Worst Case Superflare?

Und dann gibt es noch die sogenannten Superflares. Und genau die können uns sehr gefährlich werden. Sterne wie unsere Sonne sind in der Lage explosionsartige Eruptionen zu erzeugen, die mehr als 10.000-mal so stark sein können, wie dies der Normalfall ist. Derlei Ereignisse sind zwar sehr selten, haben unseren Planeten jedoch schon sehr abgeschwächter Form getroffen. So beispielsweise im Jahre 1859, als der größte jemals dokumentierte Partikelschauer die Erde erreichte. Das sogenannte »Carrington«-Ereignis war eigentlich nichts weiter als eine Reihe von starken Sonneneruptionen, welche die Erde in kurzer Reihenfolge erreichten. Aber das reichte schon, um das gesamte Telegrafennetz weltweit lahmzulegen. Die Polarlichter waren selbst noch auf Kuba, Hawaii und Südeuropa zu sehen.

Katastrophe Sonnensturm

 

Die Ursachen normaler Sonnenstürme sind weitgehend geklärt. In Sachen Superflares hingegen stehen die Wissenschaftler jedoch noch vor diversen Rätseln. Denen ist man jedoch auf der Spur. Ein internationales Team von Astronomen um Christoffer Karoff von der dänischen Universität Aarhus ist den Superflares auf der Spur. Und was sie herausgefunden haben ist eher beunruhigend. Unter Zuhilfenahme des Guo Shou Jing Teleskop in China untersuchte das Team mehr als 100.000 Sterne. Der Großteil der untersuchten Sterne mit Superflares besaß dabei sehr viel stärkere Magnetfelder als jene, die unsere Sonne hat. Aber es gab eben auch zehn Prozent Sterne, deren Magnetfelder in etwa denen der Sonne entsprachen und die ebenfalls Superflares generierten. Und tatsächlich gibt es Hinweise, dass die Sonne eine Art »Mini-Superflare« im Laufe der Erdgeschichte hervorgebracht hat.

Der nächste Superflare wird kommen

Die Untersuchung von Baumringen ergab Überraschendes: Im Jahr 775 gab es unnatürlich große Mengen des radioaktiven Stoffes 14C in der Erdatmosphäre. Das Kohlenstoffisotop entsteht immer dann, wenn hochenergetische Teilchen auf die Erdatmosphäre treffen. Wissenschaftler gehen davon aus, dass ein kleiner Superflare der Sonne vor rund 1.300 Jahren die Erde erreichte. Und der war wohl rund 100-mal stärker als das Carrington-Ereignis von 1859. Ein Indiz dafür, dass die Annahme der dänischen Wissenschaftler richtig ist – auch unsere Sonne ist zu Superflares fähig. Stellt sich die Frage, wann es wieder soweit sein könnte, dass eine gewaltige Energiewelle die Erde erreicht. Die Antwort ist eindeutig: Die Sonne bringt alle 1.000 Jahre zumindest einen kleinen Superflare hervor. Es müsste also recht bald wieder so weit sein.

Heftige Folgen

Sollte die Sonne einmal einen »echten« Superflare erzeugen, wären die Auswirkungen katastrophal bis apokalyptisch. Aber es braucht nicht einmal einen Super-Sonnensturm – selbst jene stärkeren Ausmaßes können extrem viel Unheil über die Menschheit bringen. Der energiereiche Teilchensturm mit seinen starken Magnetfeldern würde zunächst die Elektronik unzähliger Satelliten beeinträchtigen bis zerstören und Raumfahrzeugen, wie die ISS erhebliche Probleme bereiten. Radar-Geräte würden nicht mehr funktionieren und ein GPS-Empfang und Funk-Verkehr wäre kaum mehr möglich. Selbst Kompasse würden falsche Ergebnisse anzeigen. Die Verkehrsinfrastruktur würde komplett zum Erliegen kommen. Unsere technisierte Welt ist immens empfindlich gegenüber extremen Sonnenstürmen. »Wir haben schon Beispiele gesehen, wo Schwankungen im Weltraumwetter Auswirkungen auf die Luftfahrt, Satelliten, Kommunikationssysteme und IT-Systeme hatten«, sagt Ecklon. Selbst Energieversorger sind vor Auswirkungen von starken Sonnenstürmen kaum gewappnet. Hier kann es zu Ausfällen ganzer Kraftwerke kommen. Schuld daran ist das stark schwankende Erdmagnetfeld bei einem Sonnensturm. Dies induziert in Überlandleitungen Überspannungen und sehr starke Ströme.

Katastrophe Sonnensturm

»Denken Sie an die Konsequenzen, wenn man GPS für die Navigation verwendet und damit ein Flugzeug landen soll – und plötzlich ist das Signal weg, weil der Satellit von einem Ausstoß getroffen wird«, äußert sich Peter Stauning, Professor Emeritus vom Meteorologischen Institut (DMI), besorgt gegenüber der größten dänischen Tageszeitung »Jyllands Posten«. Und wie sieht es bei Superflares aus? Die Antwort ist eindeutig: Ein Supersturm wäre das wahrscheinliche Ende der Erde und des gesamten Lebens auf ihr. Das Erdmagnetfeld würde die Menschheit vor einem Massensterben kaum schützen.

Und was kann man dagegen tun?

Gegen einen Supersturm ist nichts auszurichten. Einem starken Sonnensturm hingegen kann man indes schon einiges entgegenstellen. Hier bedarf ausgeklügelter Katastrophenpläne und Warnsysteme. Ziel muss es vor allem sein, die Versorgung und technische Infrastruktur unserer Gesellschaft weitgehend zu schützen. Und wie stellen sich das die Dänen vor? Vor allem darf sich ein Land nicht abhängig machen von satellitenbasierten Systemen jedweder Art. Zudem müssten die grenzübergreifenden Energienetze genauer untersucht werden und für mehr lokale Autarkie gesorgt werden. Laut Stauning besteht jedoch kein Grund zur Panikmache. Man sollte keinesfalls Sonnenstürme auf eine Stufe stellen mit Terrorismus oder etwa Orkanen. Man müsse jedoch bestehende Infrastrukturen auf ihre technologische Stabilität gegenüber Sonnenstürmen sorgen und gegebenenfalls Maßnahmen treffen.

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