Sonnenwinde und Polarlichter

Fluch und Segen

Viele Hundert Kilometer über unseren Köpfen spielen sich physikalische Prozesse ab, die in unseren Breitengraden bisher kaum zu spüren waren. Der Sonnenwind, ein Strom aus elektrisch geladenen Teilchen, strömt permanent auf die Erde zu. Das irdische Magnetfeld dient als Schutzschild. Es verbiegt und verbeult sich durch den Sonnenwind, aber es hält stand. Doch was erwartet uns, wenn das Erdmagnetfeld schwächer wird oder der schützende Puffer ganz ausfällt?

Durchziehen die Ströme des Sonnenwindes die Hochatmosphäre, beginnt der Himmel in allen Farben zu wabern, und wir sehen die herrlich schimmernden Polarlichter. Für die Völker des Nordens galten sie als göttliche Zeichen. Sie dachten, die Götter feiern und toben. Wie Polarlichter tatsächlich entstehen, konnte erst im frühen 20. Jahrhundert ein norwegischer Physiker erklären. Seine Theorie galt zunächst als Irrsinn, doch er behielt recht.

Schützendes Magnetfeld

Die Ursache der Polarlichter ist die Sonne. Sie schießt mit ihrem Sonnenwind geladene Teilchen in Richtung Erde. Die Teilchen werden entlang der Magnetfeldlinien zu den Polen gezerrt. Sie treten in die Atmosphäre ein und regen Sauerstoff- und Stickstoffatome zum Leuchten an. Das erklärt, weshalb Polarlichter nur in der Nähe der Pole aufflackern. Die Himmelsphänomene sind ein Zeichen für die Existenz des Erdmagnetfeldes. Aber auch ein Zeichen für die Macht der Sonne.

Die Teilchen, die ständig von der Sonne ins All geschossen werden, sind hochenergetisch. Sie rasen mit bis zu 1000 Kilometern pro Sekunde auf die Erde zu. Der einzige Schutz vor dieser harten Strahlung ist das Erdmagnetfeld. Aber was wird passieren, wenn es schwächer wird? Wird die Erde irgendwann so tot sein wie der Mars, den weder ein Magnetfeld noch eine Atmosphäre umhüllt?

Von Sternschnuppen und Astronauten

Wie kraftvoll die kosmischen Teilchen sind, können Astronauten schon jetzt spüren. Wenn sie die schützende Hülle der Erdatmosphäre verlassen, sind sie der gefährlichen hochenergetischen Strahlung ausgesetzt. Seit der ersten Apollo-Mission berichten Astronauten immer wieder von einem scheinbar übersinnlichen Phänomen im All: Sie können die kosmischen Teilchen sehen - mit geschlossenen Augenlidern. Wie kleine blitzende Sternschnuppen schießen sie durch ihre Augen, abgefeuert vom Sonnenwind.

Kosmische Strahlung ist auch im Flugzeug schon deutlich stärker als am Boden. Auf einem Flug nach Kanada sind Passagiere Messungen zufolge einer Strahlungsbelastung ausgesetzt, die in etwa einer Röntgenaufnahme der Brust entspricht. Kein Problem für Gelegenheitsflieger, aber für Piloten und Stewardessen könnte der Teilchenregen gefährlich werden.

Gefährliche Sonnenstürme

Auch am Boden, besonders in der Nähe der Pole, sind die Auswirkungen von kosmischer Strahlung gelegentlich deutlich spürbar. Im Jahr 1989 legte ein Sonnensturm das Stromnetz im Osten Kanadas in weiten Teilen lahm. Millionen Menschen waren ohne Strom. Wenn tatsächlich das Erdmagnetfeld einmal umspringt, könnte es noch viel schlimmer kommen. Zumindest wenn man den Filmemachern Glauben schenkt. In dem Science-Fiction-Film "The Core - Der innere Kern" steht der Ausfall des Erdmagnetfeldes bevor. Es droht eine globale Katastrophe und das Ende der Menschheit.

Realistisch betrachtet wäre die Folge wohl in erster Linie eine ungewohnte Orientierungslosigkeit. Wir sind zwar heute nicht mehr auf einen Kompass angewiesen, navigieren aber mit GPS. Und GPS-Satelliten wären bei schwächelndem Erdmagnetfeld heftigen Sonnenstürmen ausgeliefert. Von Satellitenausfällen wären nicht nur Navigationssysteme in Autos betroffen. Ganze Industriezweige hätten mit den Folgen zu kämpfen. Etwa die Erdölindustrie, die auf genaue Positionsdaten angewiesen ist, um schwimmende Plattformen exakt über den Bohrlöchern zu halten.

Polarlichter in Paris?

Wissenschaftler sind allerdings der Meinung, dass die Sonne selbst die schutzlos gewordene Erde vor der kosmischen Strahlung retten könnte. Ihre Berechnungen zeigen, dass der Sonnenwind eine Erde ohne Magnetfeld schnell in neue schützende Magnetfeldlinien hüllen würde. Die Teilchen im Sonnenwind sind elektrisch geladen. Die negativ geladenen Teilchen bewegen sich schneller als die positiv geladenen. Auf diese Weise könnten in der oberen Atmosphäre Stromflüsse entstehen, die ein neues Magnetfeld um die Erde wickeln - ebenso wirkungsvoll wie der derzeitige Schutzmantel.

Die Prognose für die Erde ist also gar nicht allzu schlecht. Für Liebhaber von Polarlichtern könnte so ein Polsprung sogar etwas Positives haben. Wird das Magnetfeld in unseren Breiten löchriger, könnten Polarlichter auch in London, Moskau oder Paris alltäglich werden.

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