Dienstag, August 16, 2022

Was würde passieren, wenn eine apokalyptische Sonneneruption von der Größe Carringtons die Erde treffen würde?

Innerhalb eines Tages bemerkten die Leute, dass seltsame Dinge passierten. Der Nachthimmel war mit leuchtend farbigen Polarlichtern erleuchtet, so hell, dass die Menschen allein durch ihr Licht nachts Zeitungen hätten lesen können.

Am 1. September 1859 beobachtete der britische Astronom Richard Carrington die Sonne durch ein speziell entwickeltes Teleskop, das mit Schutzfiltern ausgestattet war. Einmal sah er einen weißen Lichtblitz aus einem dunklen Bereich der Sonne, der als Sonnenfleck bekannt ist.

An anderer Stelle stellten Telegraphenbetreiber fest, dass ihre Kommunikationswege plötzlich nutzlos geworden waren, und einige Betreiber in Frankreich berichteten sogar, dass Funken flogen, als sie einen Stromkreis aus leitenden Drähten unterbrachen.

Was diese Menschen erlebten, war ein geomagnetischer Sturm, der heute als Carrington-Ereignis bekannt ist, und es wird angenommen, dass er der intensivste seiner Art in der aufgezeichneten Geschichte war.

Geomagnetische Stürme sind Störungen im Magnetfeld der Erde, die durch starke Ausbrüche von Material von der Sonne verursacht werden, die als koronale Massenauswürfe (CMEs) bezeichnet werden. Sie sind mit Sonneneruptionen, starken Lichtblitzen und anderer Strahlung verbunden, die CMEs oft vorausgehen.

Diese Eruptionen treten im Rahmen des Sonnenzyklus auf, einem Zeitraum von etwa 11 Jahren, in dem die Aktivität der Sonne ansteigt und abfällt. Die Sonne erreicht derzeit den Höhepunkt ihres aktuellen Zyklus, sodass für die nächsten Jahre mit einer Zunahme der Flares und CMEs zu rechnen ist.

Wir wissen jetzt, dass Flares und CMEs regelmäßig auftreten und Funkkommunikation, Navigationssysteme und Stromnetze beeinträchtigen können. 1859 war das kein großes Problem, aber wie würde in der heutigen Gesellschaft ein Sturm auf der Ebene des Carrington-Ereignisses aussehen und wie würden wir damit umgehen?

Wissenschaftler glauben, dass wir einem so gewaltigen Sturm, der im Juli 2012 von der Sonne ausbrach, nur knapp entkommen sind, der mindestens so stark war wie das Carrington-Ereignis und Schäden in Höhe von über 2 Billionen US-Dollar hätte verursachen können. „Der einzige Unterschied ist, dass es verfehlt hat“, sagte Daniel Baker, ein Weltraumwetterforscher an der University of Colorado, einige Jahre später.

Es ist schwierig, genaue Schätzungen darüber anzustellen, wie oft solche Stürme die Erde treffen könnten. Eine Schätzung der US-amerikanischen National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) beziffert die Rate auf etwa einmal alle 500 Jahre, aber sie könnte niedriger sein. Eines ist sicher: Die Frage ist nicht, ob es wieder passieren wird, sondern wann.

Der anfängliche Ausbruch badet unseren Planeten in Strahlung, einschließlich Röntgenstrahlen, die mit der Ionosphäre interagieren, einer Schicht der Erdatmosphäre, die Ionen und Elektronen enthält, die Radiowellen reflektieren können.

„Ein Großteil unserer Kommunikation mit Flugzeugen oder in abgelegenen Gebieten verwendet immer noch Hochfrequenzkommunikation mit einer sogenannten Himmelswelle – ein Signal, das von der Ionosphäre reflektiert wird“, sagte Bill Murtagh, Programmkoordinator bei der US-amerikanischen National Oceanic and Atmospheric Administration Space Weather. Vorhersagezentrum (SWPC), sagte Nachrichtenwoche. „Während der Sonneneruptionsphase eines Ausbruchs ändern sich die Eigenschaften der Ionosphäre so stark, dass dieses Signal nicht zurückprallt. Innerhalb von Sekunden nach dem Ausbruch der Eruption verlieren wir die Fähigkeit, über diesen Modus zu kommunizieren.

„Manchmal empfangen wir auch Funkwellen, die einige unserer Satellitenempfänger einschließlich GPS stören. Wenn dies passiert, überlastet es den Empfänger, wenn alles in einer Reihe ist, und verursacht Probleme für unsere Fähigkeit, über Satellit zu kommunizieren.“

Dann gibt es die CMEs, die dazu neigen, Ausbrüchen zu folgen. CMEs sind im Wesentlichen Wolken aus geladenen Sonnenteilchen und Magnetfeldern, die aus der Sonnenatmosphäre austreten. „Die Sonne hat im Grunde genommen einen Magneten in den Weltraum geworfen“, sagte Murtagh. „Dieser Magnet kommt manchmal direkt auf die Erde, und die Erde hat auch Magnetfelder.“

„Jetzt haben wir die Faradayschen Gesetze; wir haben Magnete, die koppeln, Ströme induzieren, und diese Ströme werden sich auf dem Boden manifestieren. Deshalb ist es bei unserer Arbeit hier in den Vereinigten Staaten so wichtig, die Geologie des Bodens unter uns zu bestimmen, um die zu bestimmen Anfälligkeit unserer Stromnetzanlagen für diesen eingeführten Strom … jetzt haben wir Gleichstrom in ein Wechselstromnetz eingespeist, und es ist kein guter Tag.

Während die Welt heute über viele Vermögenswerte verfügt, die sehr empfindlich auf die Launen der Sonne reagieren, haben wir auch clevere Methoden entwickelt, um sie zu schützen.

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