Eisbohrkerne bestätigen kolossale Sonnenstürme

Eine Illustration des Magnetfelds der Erde, das unseren Planeten vor Sonnenpartikeln abschirmt. Bild über NASA/GSFC/SVS.

Eine Illustration des Magnetfelds der Erde, das unseren Planeten vor Sonnenpartikeln abschirmt. Bild über NASA/GSFC/SVS.


Diese Woche – 26. Oktober 2014 – haben Wissenschaftler in Schweden eine Studie in der Zeitschrift veröffentlichtNaturkommunikationDies deutet darauf hin, dass Sonnenstürme – Ströme geladener Teilchen von der Sonne – viel stärker sein könnten als bisher angenommen. Forscher der Universität Lund haben nun bestätigt, dass die Erde vor mehr als 1.000 Jahren von zwei extremen Sonnenstürmen getroffen wurde. Diese Stürme waren mindestens zehnmal größer als die in den letzten Jahrzehnten beobachteten. Die Beweise für diese Stürme sind in Grönland und der Antarktis im Eis eingeschlossen.

Viele Himmelsbeobachter in hohen Breiten freuen sich auf Sonnenstürme, da die von ihnen freigesetzten Partikel mit dem Erdmagnetfeld interagieren können, was zu spektakulären Darstellungen von Polarlichtern oder Nord- und Südlicht führt. Während Sonnenstürme für uns auf der Erdoberfläche zwar nicht schädlich sind – weil unsere Atmosphäre uns schützt – stellen sie jedoch ein Risiko für unsere irdischen Technologien dar.


Im Extremfall haben Sonnenstürme zu großen Stromausfällen geführt, wie im Oktober 2003 in Schweden und im März 1989 in Kanada. Sie könnten auch zu Ausfällen von Satelliten und Kommunikationssystemen führen. Raimund Muscheler von der Universität Lund sprach über die beiden enormen Sonnenstürme, die von seiner Forschungsgruppe entdeckt wurden, in einerErklärung vom 26. Oktober:

Wenn heute solch gewaltige Sonnenstürme die Erde treffen würden, könnten sie verheerende Auswirkungen auf unsere Stromversorgung, Satelliten und Kommunikationssysteme haben.

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Was sagt diese neue Studie?




Was sind Sonnenstürme und wie wirken sie sich auf uns aus?

Was würde passieren, wenn heute ein so starker Sonnensturm stattfinden würde?

Wird es zu unseren Lebzeiten wahrscheinlich wieder zu einem so starken Sonnensturm kommen?

25. Februar 2014 X-flare über NASA SDO

Ein X-Flare über NASA SDO. Solche Flares führen oft zu „koronalen Massenauswürfen“ oder CMEs, die Sonnenpartikel auf die Erde schleudern.


Was sagt diese neue Studie?Forscher von Lund haben zusammen mit Kollegen aus der Schweiz, Dänemark und den USA in Eisbohrkernen aus Grönland und der Antarktis nach Spuren von Sonnenstürmen in Form von geringen Mengen an radioaktivem Kohlenstoff gesucht. IhrStellungnahmeerklärt:

Überall auf der Erde findet man Spuren vonkosmische Strahlungvon der Galaxie und der Sonne, wie zum Beispiel geringe Mengen an radioaktivem Kohlenstoff.

Vor einigen Jahren fanden Forscher in Baumringen aus den Zeiträumen 774/775 n. Chr. und 993/994 n. Chr. Spuren einer raschen Zunahme des radioaktiven Kohlenstoffs. Die Ursache für diese Erhöhungen war jedoch umstritten.

… In dieser Studie haben wir uns zum Ziel gesetzt, systematisch die Ursache für diese Ereignisse zu finden. Wir haben nun für genau die gleichen Zeiträume entsprechende Zunahmen in Eisbohrkernen gefunden. Mit diesen neuen Ergebnissen ist es möglich, alle anderen vorgeschlagenen Erklärungen auszuschließen und damit extreme Sonnenstürme als Ursache dieses mysteriösen Radiokarbons zu bestätigen.


Diese Wissenschaftler sagen, dass ihre Studie auch Folgendes bietet:

… die erste belastbare Einschätzung derPartikelflüssemit diesen Ereignissen verbunden.

Das sei wichtig für die zukünftige Planung zuverlässiger elektronischer Systeme. Raimund Muscheler sagte:

Diese Sonnenstürme übertrafen bei weitem alle bekannten Ereignisse, die durch instrumentelle Messungen auf der Erde beobachtet wurden. Die Ergebnisse sollen zu einer Neubewertung der Risiken von Sonnenstürmen führen.

Was sind Sonnenstürme und wie wirken sie sich auf uns aus?Gigantische Eruptionen auf der Sonne verursachenkoronale Massenauswürfe, oder CMEs, die Emission riesiger Mengen geladener Teilchen in den Weltraum. Die Teilchen müssen auf die Erde gerichtet werden, um uns zu treffen, aber wenn die Erde sich im Weg eines CME befindet, können die geladenen Teilchen in unsere Atmosphäre prallen und einegeomagnetischer Sturm.

Solche Stürme stören Satelliten im Orbit und lassen sie sogar ausfallen und überfluten hochfliegende Flugzeuge mit Strahlung. Sie können Telekommunikations- und Navigationssysteme stören. Sie haben das Potenzial, Stromnetze zu beeinträchtigen und sind dafür bekannt, ganze Städte, sogar ganze Regionen, zu verdunkeln.

Leute, die von Stromausfällen durch Sonnenstürme sprechen, verweisen immer auf den 13. März 1989 – vor 23 Jahren. Ein CME verursachte in Québec sowie in Teilen des Nordostens der USA einen Stromausfall. Bei diesem Ereignis wurde die Stromversorgung für über 6 Millionen Menschen 9 Stunden lang unterbrochen.

Der größte bekannte Sonnensturm fand am 28. August 1859 statt. Er wurde von Richard C. Carrington beobachtet und aufgezeichnet und wird daher manchmal als Carrington-Ereignis oder manchmal als Solar Superstorm von 1859 bezeichnet. Der begleitende koronale Massenauswurf (CME) erreichte die Erde in nur 17 Stunden statt der üblichen drei oder vier Tage. Der größte aufgezeichnete geomagnetische Sturm ereignete sich. Aurorae oder Nordlichter wurden in vielen Teilen der Welt gesehen. Telegrafensysteme in ganz Europa und Nordamerika versagten.

Größer anzeigen. | Künstlerische Darstellung des Sonnenwinds, der mit der Magnetosphäre der Erde kollidiert (Größe und Entfernung sind nicht maßstabsgetreu). Bild über die NASA.

Größer anzeigen.| Künstlerische Darstellung von Sonnenwind, der mit der Magnetosphäre der Erde kollidiert (Größe und Entfernung sind nicht maßstabsgetreu). Bild über die NASA.

Was würde passieren, wenn heute ein so starker Sonnensturm stattfinden würde?
Wir wissen es nicht genau, aber Wissenschaftler stellen immer mehr Fragen zu Sonnenstürmen und ihren Folgen. 2012 veröffentlichten Wissenschaftler beispielsweise in der ZeitschriftWeltraumwettervorgeschlagen, dassein Stromausfall in Neuseeland im Jahr 2001 wurde durch einen Sonnensturm verursacht. Wenn dieses Ergebnis zutrifft, ist es besonders wichtig, da Neuseeland nicht auf einem hohen Breitengrad liegt (wie beispielsweise Québec). Es liegt auf einem mittleren Breitengrad, auf dem gleichen Breitengrad wie ein Großteil der Vereinigten Staaten. Diese Studie aus dem Jahr 2012 deutete darauf hin, dass Sonnensturmeffektekannbis in die bevölkerungsreicheren mittleren Breiten.

Wissenschaftler – zum Beispiel an derZentrum für Weltraumwettervorhersage– die Sonne kontinuierlich überwachen, sowohl aus dem Weltraum als auch von der Erdoberfläche aus. Wenn ein Sonnensturm stattfindet, der die Erde beeinflussen könnte, sehen sie es. Denn um uns auf der Erde zu treffen, müsste der Sonnensturm auf der der Erde zugewandten Seite der Sonne stattfinden.

Nach einem solchen Ereignis dauert es normalerweise mehrere Tage, bis der koronale Massenauswurf (CME) die Erde erreicht. Wenn ein großes CME unterwegs ist, ist es möglich, dass Satelliten ihre Systeme kurzzeitig abschalten und dadurch sicher bleiben. Ebenso können erdgebundene Stromnetze mit Vorwarnung umkonfiguriert werden, um eine zusätzliche Erdung bereitzustellen. Und so weiter.

Wird es zu unseren Lebzeiten wahrscheinlich wieder zu einem so starken Sonnensturm kommen?Diese Frage kann niemand beantworten. Wissenschaftler sind sich dieser Möglichkeit jedoch zunehmend bewusst geworden, insbesondere seit 2008, als Sten Odenwald und James Greenveröffentlichtein Artikel im MagazinWissenschaftlicher Amerikanerüber das Carrington-Ereignis und mögliche Folgen, wenn heute ein so starker Sturm auf der Sonne stattfand.

Sind wir durch eine besonders große Solarenergie in Gefahr, vielleicht in der Größenordnung des Carrington-Events … oder größer? Einige glauben, dass wir es sein könnten. Aus diesem Grund beginnen Regierungen und Wissenschaftler diesem Thema mehr Aufmerksamkeit zu schenken, um Systeme und Verfahren zu entwickeln, die helfen, solch starken Auswirkungen der Sonne standzuhalten.

Die jüngste Studie aus Schweden sollte zu den laufenden Diskussionen zwischen Regierungen und Wissenschaftlern zum Thema starke Sonnenstürme auf der Erde beitragen.

10. Juli 2008 Polarlicht am Südpol. Beachten Sie die grünliche Tönung des Schnees. Bildnachweis: Dr. Keith Vanderlinde, NSF

10. Juli 2008 Polarlicht über dem Südpol in der Antarktis. Auroras werden durch Sonnenstürme verursacht. In Grönland und der Antarktis wurden neue Beweise für zwei riesige Sonnenstürme gefunden, die im Eis gefangen sind. Foto über Keith Vanderlinde/NSF

Fazit: Forscher der Universität Lund in Schweden haben bestätigt, dass die Erde vor 1.000 Jahren von zwei extremen Sonnenstürmen getroffen wurde. Diese Stürme waren mindestens zehnmal größer als die in den letzten Jahrzehnten beobachteten. Solche gewaltigen Sonnenstürme könnten verheerende Auswirkungen auf unsere Stromversorgung, Satelliten und Kommunikationssysteme haben. Die Beweise für diese Stürme sind in Grönland und der Antarktis im Eis eingeschlossen.