Vulkane.net

Strahlungsstürme entstehen durch Sonneneruptionen und werden normalerweise vom Erdmagnetfeld abgeschwächt. In der Magnetosphäre verursachen sie Polarlichter. Es gibt allerdings so starke Strahlungsstürme, dass die damit verbundenen Partikel massenhaft die Erdoberfläche erreichen. Es können Schäden an elektronischen Geräten entstehen. Im Extremfall können sie das Leben auf der Erde gefährden. Strahlungsstürme werden auch als Sonnenstürme oder Flares bezeichnet.

Naturkatastrophen, die durch Strahlungsstürme verursacht werden, sind im Nachhinein praktisch nicht nachweisbar: Die Strahlung hinterlässt keine geologischen Spuren auf der Erde. Trotzdem sind sich Wissenschaftler einig, dass mindestens ein Massenaussterben durch einen Strahlungssturm verursacht worden sein könnte.

Entstehung von Strahlungsstürmen

Strahlungsstürme bilden sich während Sonneneruptionen. Diese entstehen überwiegend an Sonnenflecken. Sonnenflecken können größer als die Erde werden und sind Regionen auf der Sonnenoberfläche, die deutlich kühler sind als die Umgebung. Sonnenflecken haben eine Temperatur von ca. 3800 K gegenüber den 5800 K der restlichen Sonnenoberfläche. Die Anzahl der Sonnenflecken unterliegt einem 11-jährigen Zyklus und wir steuern im Jahr 2019 einem Minimum der Sonnenaktivität entgegen.
In Zeiten mit hoher Sonnenfleckaktivität werden besonders häufig Sonneneruptionen beobachtet. Über einem Sonnenfleck kann sich viel Energie in einem Magnetfeld aufstauen. Diese aufgestaute Energie entlädt sich explosionsartig. Dabei löst sich aus der Sonnenoberfläche ein Plasmaschlauch und das superheiße Material wird in den Weltraum geschleudert. Elementarteilchen (Protonen, Elektronen) werden dabei bis auf beinahe Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und es entstehen verschiedene elektromagnetische Strahlungen, u. a. auch radioaktive Röntgenstrahlung.

Die Stärke einer Sonneneruption wird gemäß ihrer freigesetzten Röntgenstrahlung in 5 Kategorien eingeteilt: A, B, C, M und X. Bei X-Klasse-Eruptionen können Sonnenstürme entstehen, die große Auswirkungen auf die Erde haben. Bei C-Klasse-Eruptionen sind die Auswirkungen minimal. Jede Kategorie ist noch einmal in Stufen zwischen 1 und 9 unterteilt, mit Ausnahme der X-Kategorie, die nach oben offen ist. Der Grad der Auswirkung hängt aber nicht nur von der Stärke der Sonneneruption ab, sondern auch von der Richtung des resultierenden Sonnensturms. So muss nicht jeder Sonnensturm tatsächlich die Erde treffen. Am 23. Juli 2012 war ein Sonnensturm so gewaltig, dass US-Physiker Daniel Baker zwei Jahre später sagte: "Wenn er getroffen hätte, würden wir noch heute die Erde aufräumen". Zum Glück verfehlte er die Erde knapp.

Erreicht ein Sonnensturm tatsächlich die Erde, trifft er in ca. 60.000 Kilometern Höhe auf das Erdmagnetfeld und wird dort abgeschwächt. Neusten wissenschaftlichen Untersuchungen zufolge entstehen dort nicht nur sekundäre Effekte wie Polarlichter, sondern auch Weltraumbeben, welche Missweisungen bei Kompassen verursachen: Durch den Partikelbeschuss wird das Erdmagnetfeld in Schwingung gesetzt und es bebt, vergleichbar einem Erdbeben, was ein Zittern der Kompassnadeln verursachen kann. In 30.000 Kilometern Höhe ist bereits ein Großteil des Sonnensturms herausgefiltert. Aber die Röntgenstrahlung kann immer noch den Funkverkehr stören.

In Erdnähe stellen durchschnittlich starke Sonnenstürme eine Gefahr für Astronauten und Satelliten dar. Satelliten können durch einen Sonnensturm beschädigt werden.

Infobox

Starke Sonnenstürme

Zwei starke Sonnenstürme im 19. und 20. Jahrhundert hatten erhebliche Auswirkungen auf die Technologie und Kommunikationssysteme ihrer Zeit.

Das Carrington-Ereignis im Jahr 1859: Dieser starke Sonnensturm, benannt nach dem britischen Astronomen Richard Carrington, der ihn beobachtete, verursachte erhebliche Störungen im Telegrafenverkehr. Funkentelegrafen fingen Feuer, die Kommunikationssysteme waren beeinträchtigt und es wurden Polarlichter bis in südliche Breiten beobachtet.

Der New York Railroad Storm im Jahr 1921: Dieser Sonnensturm verursachte erhebliche Störungen im Telegrafie- und Funkverkehr. Es gab Berichte über ausgefallene Telegraphenverbindungen und Beeinträchtigungen des Funkverkehrs. Diese Ereignisse betrafen hauptsächlich die Kommunikationssysteme jener Zeit, hatten aber weniger Einfluss auf andere Infrastrukturen.

Zudem gibt es Hinweise auf einen starken Sonennsturm im Jahr 1872.
Tatsächlich gibt es auch Spekulationen, dass es einen Zusammenhang zwischen der Sonnenaktivität und der Häufigkeit von Vulkanausbrüchen geben könnte. Nachweisen ließ sich das bis jetzt nicht.

Bei starken Sonnenstürmen können Kommunikationsanlagen auf der Erdoberfläche ausfallen. Experten warnen vermehrt auch vor Stromausfällen. Hochspannungsleitungen und Umspannwerke könnten durch die Sonnenstürme beschädigt werden. Durch entstehende Spannungsspitzen könnten Stromnetze eines ganzen Kontinents lahmgelegt werden. Es sind extrem starke Strahlungsstürme denkbar, die nicht mehr vom Erdmagnetfeld gefiltert werden können. Die Folgen wären eine Aufheizung der Atmosphäre und die Verstrahlung von Lebewesen. Zudem kann sich das Erdmagnetfeld während eines Polsprungs abschwächen oder kollabieren. In diesem Fall ist die Erde der kosmischen Strahlung schutzlos ausgeliefert.

Gammastrahlenblitz als besondere Bedrohung

Eine globale Bedrohung geht auch von Gammastrahlenblitzen aus. Sie stellen eine besondere Form kosmischer Strahlung dar, die von weit entfernten Ereignissen ausgesendet werden kann. Ihre Entstehung ist noch nicht gänzlich geklärt. Sie könnten bei einer Hypernova ausgesendet werden, bei der ein Schwarzes Loch entsteht. Alternativ wäre die Verschmelzung zweier Neutronensterne denkbar. Der Gammastrahlenblitz wird in zwei eng fokussierten Strahlen ausgesendet. Nur wenn ein Planet von einem dieser Strahlen direkt getroffen wird, besteht eine ernsthafte Bedrohung für die Lebewelt.

Erscheinungsjahr: 2019. Foto: © NASA