Ein starker Sonnensturm könnte Kommunikationssysteme auf der Erde stören und enormen wirtschaftlichen Schaden anrichten, warnen Wissenschaftler. Warum sind Sonnenstürme so gefährlich?
1972 detonierten mehr als sechzig vom amerikanischen Militär gepflanzte U-Boot-Minen auf mysteriöse Weise vor der Küste Vietnams. Für viele Jahre blieb dieses Ereignis dem Militär und den Wissenschaftlern ein Rätsel.
Die wahrscheinlichste Erklärung wurde erst jetzt gefunden. Die Explosion von Minen verursachte höchstwahrscheinlich einen starken Blitz auf der Sonne: Meteorologen an diesem Tag, wenige Stunden vor der Detonation von Minen, zeichneten einen solchen Blitz auf.
In unserer Zeit wird ein ähnlicher Sonnensturm wahrscheinlich schwerwiegendere Folgen haben: Eine starke Sonneneruption kann viele Systeme deaktivieren, die für die moderne Bevölkerung der Erde wichtig sind - von Satelliten bis zu Stromnetzen.
Der potenzielle Schaden durch den Ausbruch allein in Großbritannien wird auf 16 Mrd. GBP (20,6 Mrd. USD) geschätzt.
Es gibt mehrere Gründe, warum wir so abhängig von Ereignissen sind, die in großer Entfernung von der Erde stattfinden.
Warum gibt es Fackeln auf der Sonne?
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Die Sonne ist ein Stern, dh eine "kochende" Masse elektrifizierten Gases (hauptsächlich Wasserstoff). Die Energieübertragung findet in diesem komplexen Magnetfeldsystem statt.
Eine Sonneneruption ist der explosive Prozess der Energiefreisetzung in der Sonnenatmosphäre.
Und wenn Ausbrüche die Funkkommunikation auf der Erde stören können, stellen Sonnenstürme eine viel ernstere Gefahr dar.
Bei jedem Sonnensturm wird Energie freigesetzt, die 100.000 Mal stärker ist als das weltweite Atomarsenal. Der Unterschied besteht darin, dass diese Energie über einen riesigen Bereich im Raum "gestreut" und nicht an einem Ort fokussiert wird.
Die Sonne kann mit einem Feuerwerk verglichen werden, das sich um ihre Achse dreht und von dem Fackeln in alle Richtungen fliegen.
Wenn eine dieser Fackeln auf unseren Planeten gerichtet ist, könnte das diese Fackel umgebende Magnetfeld mit dem Erdmagnetfeld verschmelzen. Wenn der Sonnensturm nachlässt, bleibt das Erdmagnetfeld für einige Zeit deformiert, wobei sich eine lange "Spur" in Richtung Sonne erstreckt.
Wenn sich das Magnetfeld erholt, beschleunigt sich die Bewegung geladener Sonnenlichtteilchen zur Erde. Wenn geladene Teilchen mit der oberen Atmosphäre kollidieren, werden die Atome und Moleküle der Gase, aus denen die Atmosphäre besteht, angeregt. Das sichtbare Licht von angeregten Atomen ist das sogenannte polare (nördliche und südliche) Licht.
Die Verzerrung des Erdmagnetfeldes kann jedoch andere, schwerwiegendere Folgen haben.
Dieser Prozess führte 1972 zur Explosion von Minen an der Küste Vietnams. Amerikanische Minen waren mit Magnetsicherungen ausgestattet, die auf Änderungen im Magnetfeld reagieren sollten, wenn sich das U-Boot näherte. Die Macher der Minen haben jedoch nicht berücksichtigt, dass Unterwasserminen explodieren können und auf eine starke Änderung des Erdmagnetfelds reagieren.
Wie kann man Sonnenstürme vorhersagen?
Wissenschaftler versuchen zu verstehen, was genau zum Auftreten derart starker Fackeln auf der Sonne führt und wie diese Phänomene vorhergesagt werden können.
Die Beobachtung des Erdmagnetfeldes begann Mitte des 19. Jahrhunderts. Nach den erhaltenen Daten werden alle 100 Jahre extreme "Wetter" -Bedingungen im Weltraum beobachtet, und weniger großräumige Wetterkataklysmen können häufiger auftreten. 1859 wurde der stärkste geomagnetische Sturm in der Geschichte der Beobachtungen aufgezeichnet, der als "Carrington-Ereignis" bezeichnet wird. Vom 28. August bis 2. September 1859 wurden zahlreiche Flecken und Fackeln auf der Sonne beobachtet. Aurora borealis sind auf der ganzen Welt aufgetreten, sogar in der Karibik. Der Sturm führte zum Ausfall von Telegraphensystemen in ganz Europa und Nordamerika.
Wenn sich ein solcher Sturm wiederholt, werden die Folgen für die Menschheit viel größer und empfindlicher sein als Mitte des 19. Jahrhunderts.
Jedes Jahr wird die Menschheit mehr und mehr von Technologie abhängig.
Heutzutage sind Weltraumsatelliten eine wichtige Verbindung im globalen Kommunikations- und Navigationssystem, Flugzeuge verbinden Kontinente und die gesamte Erde ist in elektrische Netze verwickelt.
Alle diese Systeme sind sehr anfällig, wenn Sonnenstürme auftreten. Sonneneruptionen können die elektronische Ausrüstung von Flugzeugen und Raumfahrzeugen beschädigen, und Energiesysteme auf der Erde können ebenfalls deaktiviert werden.
In letzter Zeit haben viele Satelliten und Stromnetze unter Sonnenaktivität gelitten - genug, um sicherzustellen, dass rechtzeitig vorhergesagt werden muss, was auf der Sonne passiert.
Meteorologen und Astronomen auf der ganzen Welt arbeiten an diesem Problem.
Jetzt können Meteorologen einen Sonnensturm sechs Stunden vor Beginn genau vorhersagen. Für Großbritannien könnte eine solche Prognose beispielsweise den potenziellen Schaden von 16 Mrd. GBP (20,6 Mrd. USD) auf 3 Mrd. GBP (3,86 Mrd. USD) reduzieren.
Extreme „Wetterbedingungen“im Weltraum gehören neben den traditionellen Risiken wie Grippepandemie und Überschwemmungen zu den Hauptrisiken für Großbritannien.
Die britische Regierung führt derzeit Gespräche mit Energieunternehmen, Fluggesellschaften und Raumfahrtunternehmen über einen Aktionsplan für den Fall von Sonnenstürmen. Diese Pläne sollen dem Land helfen, Verluste und andere extreme Ereignisse im Weltraum zu minimieren.
Es ist zum Beispiel wichtig sicherzustellen, dass im Falle einer Fehlfunktion des Stromversorgungssystems genügend Energie übrig bleibt, um Kühlschränke mit Vorräten an Lebensmitteln und Medikamenten zu betreiben.
Wenn die Kommunikation mit einigen Satelliten unterbrochen wird, funktionieren das Satellitennavigationssystem und das Satellitenfernsehen möglicherweise nicht mehr.
Eine genaue Vorhersage möglicher Sonneneruptionen und Magnetstürme würde dazu beitragen, bessere Maßnahmen zum Schutz von Geräten zu ergreifen, die empfindlich auf Magnetfeldänderungen reagieren.
Einige Flüge fliegen durch den Nordpol. Diese Route wird beispielsweise häufig von Flugzeugen von Europa nach Nordamerika benutzt. Während Sonneneruptionen ändern Disponenten normalerweise die Flugbahn des Liners, damit dieser nicht über die Stange fliegt.
Dies geschieht, um eine Exposition gegenüber hohen Strahlungsemissionen und möglichen Unterbrechungen der Funkkommunikation zu vermeiden.
Wir wissen heute viel mehr über "Wetter" im Weltraum als 1972, aber mit den Fortschritten in der Technologie müssen wir sicherstellen, dass die Technologie den schlechtesten Bedingungen standhält, unter denen uns die Sonne ausgesetzt ist.
