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Kapitel 2 Sonnenstürme und Naturkatastrophen

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Die Zahl von schweren Naturkatastrophen ist in den letzten 20 Jahren stark angestiegen. Wirbelstürme, Vulkanausbrüche, Überschwemmungen und vor allem Erdbeben forderten im letzten Jahrzehnt an die 1 Million Todesopfer. 2004 starben über 230.000 Menschen bei der verheerenden Tsunamikatastrophe im indischen Ozean. 2008 riss der Zyklon Nargis in Burma 138.000 Menschen in den Tod. Das Erdbeben im chinesischen Sichuan forderte im selben Jahr 87.000 Tote. Doch das schrecklichste Jahr war 2010, indem über 300.000 Menschen durch Naturkatastrophen starben. Die Größten waren hier das Erdbeben in Haiti mit 220.000, die Waldbrände in Russland mit 56.000 und die Überschwemmungen in Pakistan mit über 6.000 Opfern. Die Wissenschaft macht für diesen Trend zum Teil den Klimawandel verantwortlich, was bei Überschwemmungen, Dürren und Stürmen sicher zutreffend ist. Auffällig ist allerdings das häufige Auftreten von schweren Erdbeben, welche Millionen Menschen zu Obdachlosen machen. Doppelte Zerstörung bringen Seebeben, die nicht nur zu bebenden Landmassen führen, sondern auch zu verheerenden Flutkatastrophen durch Tsunamis, wie 2011 in Japan. Forscher fanden jetzt heraus, dass es einen Zusammenhang zwischen den von der Sonne verursachten Magnetfeldstörungen und Erdbeben gibt. Für die NASA ist das Thema Space Weather von immer größer werdender Bedeutung. Das Weltraumwetter umfasst sowohl stetig wechselnde Strahlungswerte durch die energiereichen Partikelauswürfe der Sonne, als auch die Beeinflussung durch andere Himmelskörper und kosmische Strahlung. Die Erforschung des Sonne-Erde-Systems steckt noch in den Kinderschuhen. Zu diesem Zweck gründete die NASA die Heliophysics Division. Die Sonne und die Erde sind ungefähr 150.000.000 Kilometer voneinander entfernt. Doch die scheinbar große Distanz ist kein Grund für eine getrennte Betrachtungsweise. Sonne und Erde sind durch unsichtbare Fäden des Magnetismus miteinander verbunden. Wir können sie nicht mehr als getrennte Himmelskörper betrachten. Wenn es auf der Sonnenoberfläche zu starken Energieausbrüchen kommt, wird das Erdmagnetfeld, mit ein- bis zweitägiger Verzögerung, gestört. Diese Störung im Erdmagnetfeld wird gemessen und mit dem K-Index auf einer Skala von 0 bis 9 angegeben. Wobei 0 keine und 9 die maximale Störung bedeutet. Schaut man sich den K-Index vor und während schweren Erdbeben an, wird eine Konvergenz zwischen den Störungen im Erdmagnetfeld und den Erdbeben sichtbar. In den frühen Morgenstunden des 11.März 2011 ereignete sich ein schweres Erdbeben vor der Küste Japans, die folgenden Tsunami-Fluten und die daraufhin einsetzende Atomkatastrophe in Fukushima sind uns allen noch gut in Erinnerung. Auf Internetseiten wie beispielsweise spaceweather.com oder sohowww.nascom.nasa.gov kann man täglich die Aktivitäten der Sonne und ihrer verschiedenen Strahlungsemissionen beobachten. Am Tag der Japan-Katastrophe war der K-Index in den roten Bereich von 5 bis 6 gesprungen. Dies bedeutet, dass das Erdmagnetfeld durch kosmische Einflüsse stark gestört war.(1) Der Präsident des antarktischen Instituts in Peru, Dr. Luis Alberto Vilchez Lara, erklärte in der Tageszeitung La Razon am 12. März 2012, dass bei dem schweren Erdbeben in Japan die Erdrotation und das Erdmagnetfeld stark gestört wurde. Diese Zusammenhänge lassen sich an etlichen Beispielen nachweisen. Im Jahr 2010 gab es sehr viele Erdbeben, die mit der Sonne in Verbindung gebracht werden können. Am 30. Juni 2010 stieg der K-Index,welcher sich normalerweise zwischen 1 und 3 bewegt, auf den Wert 5. Ab diesem Wert kommt es zu erheblichen Störungen im Erdmagnetfeld. An jenem Tag ereigneten sich gleich zwei mittelschwere Erdbeben in Mexiko und auf den Fiji Inseln. Beide Beben hatten einen Wert von 6,2 bis 6,3 auf der Richterskala. Im Pazifikstaat Vanuatu, östlich von Australien, bebte die Erde am 29. Mai 2010 mit einer Stärke von 7,3 auf der Richterskala, jedoch ohne größere Schäden anzurichten. Auch diesmal wurde ein K-Index von 5 gemessen. Der K-Index ist sicherlich kein Instrument für eine Erdbebenvorhersage, allerdings zeigt er eine deutliche Verbindung zu den von der Sonne verursachten Störungen im Erdmagnetfeld. Die physikalischen Mechanismen hinter diesem Phänomen werden in den kommenden Jahrzehnten erforscht. Erste Erklärungsversuche unternahm die Europäische Geowissenschaftliche Union (EGU), deren Satelliten ein vibrierendes Erdmagnetfeld entdeckten. Der energiereiche Sonnenwind bricht nicht immer Richtung Erde aus, sondern ist oft auf andere Planeten in unserem Sonnensystem gerichtet. Diese Energiewolken kann man als Plasmabomben bezeichnen, die das Magnetfeld der Erde in heftige Schwingungen versetzt. Das Projekt Themis erforscht mit verschiedenen Satelliten unser Erdmagnetfeld. 5 Satelliten entdeckten im Mai 2010 das bisher stärkste Beben des Magnetfeldes.(2) In diesem Monat kam es zu einem Erdbeben der Stärke 6 in Peru und zu einer erneuten Aktivität des Vulkans Eyjafjallajökull in Island, was zu erheblichen Einschränkungen im europäischen Luftverkehr führte. Ein Monat zuvor, im April 2010, kam es schon einmal zu einem etwas schwächeren Magnetfeldbeben bei dem der K-Index etwas verzögert bei 7 lag. Es scheint kein Zufall zu sein, dass genau zu diesem Zeitpunkt der Vulkan in Island sehr aktiv war und eine riesige Aschewolke über Europa verbreitete. Tagelang war der Flugverkehr lahmgelegt. Doch das war nicht das einzige Ereignis in diesem Monat. Am 23.April 2010 stieg der K-Index auf den Wert 5. Zeitgleich ereignete sich in Chile ein Erdbeben der stärke 6,1. Das Vibrieren des Magnetfeldes beginnt immer mit einem Sonnensturm, der mit über 1.000 km/s geladene Teilchen auf die Erde schießt. Trifft der Sonnensturm auf die Erde, wird er durch unser Magnetfeld um die Erde herum zur Nachtseite geleitet, wo sich das Magnetfeld stark auflädt. Der Sonnensturm bläst die Magnetfeldlinien der Erde nach hinten in den Weltraum, bildlich veranschaulicht sieht das aus wie im Wind flatternde Haare. Die Feldlinien spannen sich wie ein Gummiband und fangen an zu vibrieren. Irgendwann ist der Energieüberschuss zu groß und mit einem Schlag entladen sich die Feldlinien in einer Höhe von rund 60.000 km. Jetzt kommt es zu den bebenden Feldlinien, die anfangen zu schwingen. Das innere Magnetfeld der Erde bremst diese Schwingungen in etwa 30.000 km Höhe ab, dann schießen die Feldlinien wieder zurück in die andere Richtung. So kommt es zu Schwingungen von mehreren tausend Kilometern.(3) Die Geschwindigkeit, mit der die Magnetfeldlinien hoch und runter schwingen, nimmt, wie bei einem Seismogramm eines Erdbebens, mit zunehmender Dauer ab. Wissenschaftler überraschte dieser Zusammenhang, da auch die freigesetzte Energie vergleichbar mit einem Erdbeben ist. Noch eine weitere Tatsache verblüfft bei dieser Konvergenz zu den Aktivitäten im Erdinneren. Die stärksten Erdbeben ereignen sich meistens in den Morgen- und Abendstunden, in dieser Zeitzone der Erde ist der Abstand zwischen den schwingenden Magnetfeldlinien und der Erdoberfläche am kleinsten. Die Tagseite der Erde ist der Sonne immer direkt zugewandt, hier kommt es zu keinen Magnetfeldbeben. Die Schwingungen der Feldlinien entstehen immer auf der von der Sonne abgewandten Seite, an den Übergängen von Tag und Nacht. Eine Vorhersage für die Auswirkung von Sonnenstürmen ist heute problemlos machbar, die Vorhersage eines Magnetfeldbebens jedoch nicht. Der Punkt an dem der Energieüberschuss zu hoch wird und das Magnetfeld anfängt zu beben, ist noch unbekannt. Die Forschung der nächsten Jahre könnte uns zu einem völlig neuen Verständnis über unsere Beziehung zwischen Erde, Sonne und Mensch führen. Es wird spannend sein, uns an dieses Wissen zu erinnern, da die Sonne schon vor tausenden von Jahren im Zentrum des menschlichen Wissens über die Natur und den Kosmos stand.

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