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Freitag, 09. März 2012

Auswirkungen von Sonnenstürmen: Polarlichter

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Man hielt sie für Zeichen göttlicher Kämpfe ... (Foto: ASSOCIATED PRESS)

Man hielt sie für Zeichen göttlicher Kämpfe ...

Man hielt sie für Zeichen göttlicher Kämpfe ...

... und tanzender Geister ...

... oder sah in ihnen Vorboten von Kriegen, Krankheiten und Hungersnöten.

Die Wikinger deuteten die beeindruckenden Lichterscheinungen als Hinweis auf eine irgendwo geschlagene Schlacht, infolge derer die Walküren über den Himmel ritten. Sie wählten die Helden aus, die an Odins Tafel speisen sollten.

Das Mondlicht spiegelte sich in ihren Rüstungen, und so entstand das faszinierende Leuchten. So die Wikinger.

Wissenschaftliche Erklärungsversuche für das außergewöhnliche Licht am Himmel gab es erstmals im 18. Jahrhundert.

Ende des 19. Jahrhunderts wusste man dann, dass das Erdmagnetfeld etwas mit den Polarlichtern zu tun haben muss, ...

... dass es sich bei der magisch anmutenden Szenerie um selbstleuchtendes Gas handelt ...

... und dass es wohl von der Sonne kommende Elektronen sind, die das Gas der oberen Erdatmosphäre zum Leuchten anregen.

Daran sind, wie man im 20. Jahrhundert herausgefunden hat, Ausbrüche auf der Sonne, sogenannte Sonnenstürme, schuld.

Sie schleudern hochenergetische Teilchen in Richtung Erde.

Vor diesen geladenen Teilchen – Elektronen und Protonen – schützt uns das Erdmagnetfeld.

Doch an den Polen, wo die Magnetfeldlinien nahezu senkrecht zur Erde stehen, gelangen die geladenen Teilchen wie durch einen Trichter in die Nähe der Erdoberfläche.

Sie treten in Wechselwirkung mit in der Erdatmosphäre befindlichen Teilchen, und diese werden zum Leuchten angeregt. Das Ergebnis sind faszinierende Polarlichter.

Diese treten an beiden Polen gleichzeitig auf. Satelliten-Bilder zeigen, dass jedes Nordlicht ein südliches Pendant hat.

Allerdings nimmt am Südpol kaum jemand das Leuchten wahr. Nur die Bewohner der polaren Forschungsstation "Amundsen-Scott" freuen sich im Winter über die Himmelserscheinungen.

Sind die Sonnenstürme besonders stark, wird das Erdmagnetfeld gleichsam zusammengedrückt, ...

... es schützt dann nicht mehr so gut, und die hochenergetischen Teilchen der Sonne gelangen bis in niedrigere Breiten.

Dann sind Polarlichter sogar bis nach Süddeutschland sichtbar.

So war das Naturschauspiel zum Beispiel im Herbst 2003 im Münsterland zu bewundern.

Sonst sieht man das Leuchten nur bis etwa 60 Grad nördlicher und südlicher Breite.

Von der Energie der Teilchen hängt auch die Farbe der Polarlichter ab.

Je stärker der Sonnensturm ist und je schneller die Elektronen sind, umso tiefer gelangen sie in die Atmosphäre, umso näher kommen sie der Erde.

Werden die in der Erdatmosphäre befindlichen Sauerstoffatome in nur 100 Kilometern Höhe über der Erde angeregt, entsteht grünes Licht. Das ist in Polnähe der Fall.

In unseren Breiten stoßen die hochenergetischen Teilchen von der Sonne etwa 200 Kilometer über der Erde auf die Sauerstoffatome in der Atmosphäre. Dabei entsteht rotes Licht.

Für die Anregung von Stickstoffatomen sind sehr hohe Energien notwendig. Die in die Atmosphäre vordringenden Elektronen müssen dafür besonders schnell sein. Kommt das vor, haben die Polarlichter einen violetten oder blauen Saum.

Polarlichter präsentieren sich in den unterschiedlichsten Formen ...

... und sie sind immer in Bewegung.

Mal flattern sie wie eine Gardine im Wind, ...

... mal bilden sie einen dichten Vorhang, ...

... mal ein Band, das sich quer über den Himmel spannt.

Ausschlaggebend für Form und Bewegung sind die Vorgänge auf der Sonne. Wie stark sind die Eruptionen dort und in welchen Abständen treten sie auf?

Gelangen die Teilchen in einem ruhigen, stetigen Strom Richtung Erde oder kommen sie in "Böen"?

Doch heftige Sonnenstürme können nicht nur faszinierendes Leuchten erzeugen, sondern auch Funkübertragungen und Stromnetze stören.

Das kann im schlimmsten Fall zu Strom- und Ausfällen in Kommunikationssystemen führen.

Experten haben die Sonne im Blick und können viele der auf die Erde treffenden Stürme vorhersagen.

Welche Auswirkungen jedoch die durch Sonnenstürme in Richtung Erde geschleuderten Teilchen konkret haben ...

... ist nicht vorhersagbar.

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