Sonnenstürme haben das Potenzial, unseren Planeten zu verwüsten. Diese Eruptionen, die als koronale Massenauswürfe (CMEs) bezeichnet werden, treten auf, wenn Plasma und Magnetfelder die Oberfläche der Sonne verlassen und in den Weltraum wandern. Sie können geomagnetische Stürme auslösen, die eine Vielzahl von Folgen für das Leben auf der Erde haben. Forscher haben jetzt neun Sonnenereignisse seit 775 n. Chr. identifiziert, die zu den 10 % der extremsten geomagnetischen Stürme gehören, die jemals in der Geschichte der Menschheit aufgezeichnet wurden – aber glücklicherweise hatte keiner von ihnen das Potenzial, katastrophale Folgen zu haben.
Der schlimmste jemals aufgezeichnete geomagnetische Sturm ereignete sich 1859 und wird gemeinhin als „Carrington-Ereignis“ bezeichnet, nach dem britischen Astronomen Richard Carrington, der eine ungewöhnliche Sonneneruption beobachtete und deren Ort mit dem nachfolgenden geomagnetischen Sturm in Verbindung brachte.
Was ist der schlimmste Sonnensturm der Geschichte?
Der schlimmste Sonnensturm in der Geschichte war das Carrington-Ereignis im Jahr 1859, das wegen seines Datums manchmal auch als „Halloween-Sturm“ bezeichnet wird. Dieser Sturm war schätzungsweise 10-mal intensiver als jeder andere in den letzten 100 Jahren beobachtete Sturm. Das Ereignis war so stark, dass es schätzungsweise Ströme in den Boden induziert haben könnte, die Stromkreisunterbrecher hätten auslösen können.
In jüngster Zeit gab es zwei weitere Sonnenstürme, die noch extremer gewesen sein könnten als das Carrington-Ereignis. Der eine war der „St. Patrick’s Day Sturm“ vom März 1956, der zweitstärkste aufgezeichnete Sturm. Der andere war der geomagnetische Sturm „Four Corners“ im Oktober 1990.
Wie wirken sich Sonnenstürme auf uns hier auf der Erde aus?
Sonnenstürme können uns sowohl auf der Erde als auch im Weltraum beeinflussen. Auf der Erde führen sie zu geomagnetischen Stürmen, die eine vorübergehende Änderung der Richtung des Erdmagnetfeldes bewirken, was zur Bildung eines „Ringstroms“ aus geladenen Teilchen um die Erde führt. Dieser Ringstrom kann in allen Leitungen, die durch die Atmosphäre verlaufen, einschließlich Stromnetzen, Kommunikationsnetzen und Pipelines, einen elektrischen Strom induzieren.
Der Mensch macht sich dieses Phänomen seit fast 100 Jahren zunutze und nutzt es zur Erzeugung von elektrischem Strom in Form des „Synchronen Quadratischen Wechselstroms“ (SSAC), der in den meisten Stromnetzen der Welt verwendet wird. Außerdem können hochenergetische Teilchen von der Sonne in die Erdatmosphäre eindringen. Obwohl die überwiegende Mehrheit dieser Teilchen von der Atmosphäre aufgehalten wird, können einige von ihnen die Erdoberfläche erreichen.
Diese „kosmischen Strahlen“ werden mit der Entstehung von Erythemen (Sonnenbrand) beim Menschen und der Bildung von Ozon (O3) in der Atmosphäre in Verbindung gebracht.
Warum sind diese Ereignisse so schlimm?
Sonnenstürme werden häufig auf der Grundlage ihrer „Ruthven-Strahler“-Intensitätsskala eingestuft, einer logarithmischen Skala, die Sonnenstürme auf der Grundlage der von einem koronalen Massenauswurf (CME) emittierten Energiemenge einstuft. Um als extremer geomagnetischer Sturm zu gelten, muss ein CME von einer sehr hohen Intensität auf dieser Skala begleitet sein.
Das Carrington-Ereignis wurde zum Beispiel als so extrem angesehen, dass es auf der Skala als Ereignis der Stufe 12 aufgeführt wurde. Andere Forscher haben eine andere Skala verwendet, die das Schadenspotenzial eines Sturms berücksichtigt und den Sturm am St. Patrick’s Day als den extremsten jemals aufgezeichneten geomagnetischen Sturm einstuft.
Gibt es auch gute Nachrichten?
Glücklicherweise ist die Häufigkeit von extremen Sonnenstürmen gering. Selbst bei einem abnehmenden Sonnenzyklus werden extreme geomagnetische Stürme voraussichtlich nur einmal alle 200 Jahre auftreten. Das bedeutet, dass wir zu unseren Lebzeiten das unglaubliche Glück hatten, von extremen geomagnetischen Stürmen, die durch die abnehmende Sonnenaktivität verursacht wurden, verschont geblieben zu sein.
Auch wenn extreme Sonnenstürme selten sind, können sie katastrophale Auswirkungen auf die Technologie haben, von der wir abhängig sind. Extreme geomagnetische Stürme können extrem starke elektrische Ströme in weit verzweigten Stromübertragungsleitungen induzieren und die Schutzschalter auslösen, die zum Schutz der Menschen und des Stromnetzes vorgesehen sind.
Sie können auch die Funktionsfähigkeit von Satelliten in der erdnahen Umlaufbahn beeinträchtigen. Satelliten werden durch eine Schicht aus Kevlar-ähnlichem Material vor äußeren Partikeln geschützt, aber dieses Material kann nur Partikel mit einem Durchmesser von weniger als einem Zentimeter abhalten. Da die durchschnittliche Größe der hochenergetischen Teilchen, die die Erdatmosphäre durchdringen, etwa 1 Zentimeter beträgt, können sie die Kevlar-Schicht durchdringen und die empfindliche Elektronik des Satelliten zerstören.
Extreme geomagnetische Stürme können die Konzentration dieser Partikel in der erdnahen Umlaufbahn erhöhen und damit mehr Schaden anrichten als normal.
Schlussfolgerung
Sonnenstürme sind ein wichtiges Phänomen, das tiefgreifende Auswirkungen auf unseren Planeten haben kann. Diese Eruptionen, die als koronale Massenauswürfe (CMEs) bezeichnet werden, treten auf, wenn Plasma und Magnetfelder die Oberfläche der Sonne verlassen und in den Weltraum wandern. Sie können geomagnetische Stürme auslösen, die eine Vielzahl von Folgen für das Leben auf der Erde haben. Glücklicherweise sind diese Stürme selten, und die Menschheit hatte bisher das Glück, ihre schlimmsten möglichen Auswirkungen nicht zu erleben.