Was schützt die Erde vor schädlichen Sonneneruptionen?

Dreiundneunzig Millionen Meilen entfernt kann unsere Sonne, eine aufgewühlte Kugel aus Gas und geladenen Teilchen, unsere moderne Welt verwüsten. Es geschah 1989, als ein Ausbruch hochenergetischer Teilchen Stromausfälle an der gesamten Ostküste Kanadas und der Vereinigten Staaten verursachte. Diese Ausbrüche sind als Sonneneruptionen bekannt und gehören zu den energiereichen Ereignissen des Sonnensystems. Obwohl Sonneneruptionen Weltraumobjekte wie Satelliten stören können, schützen die Magnetosphäre und Ionosphäre der Erde das Leben auf der Oberfläche unseres Planeten.

Im Laufe seiner Geschichte haben unzählige Sonneneruptionen die Erde gesprengt. Glücklicherweise bieten Magnetosphäre und Ionosphäre eine doppelte Schutzschicht. Obwohl die Erde und ihre Bewohner vor Sonneneruptionen sicher sind, verfügen die Objekte, die wir ins All schicken, wie Space Shuttles und Sonden, nicht über diese Schutzschichten. Heftige Sonneneruptionen, sogenannte koronale Massenauswürfe, können geomagnetische Stürme auf der Erde verursachen. Diese Stürme stören Kommunikations- und Navigationssatelliten, stören Stromnetze und können sogar hochfliegende Flugzeuge treffen. Da ein Großteil unseres Lebens von der elektronischen Kommunikation abhängt, sind CMEs ein Problem, auch wenn sie keine direkte Bedrohung für das Leben darstellen.

Astronomen beobachten seit mehr als 2.000 Jahren Sonnenflecken. Während einer Sonneneruption konzentriert sich das Magnetfeld der Sonne um einen Sonnenfleck und blockiert den normalen Fluss der Sonnenenergie. Wenn diese Energie freigesetzt wird, entsteht ein Strahlungsschub von der Sonne. Dieser Flare ist vollgepackt mit geladenen Teilchen wie Elektronen und Protonen, die mit der Strahlung in den Weltraum rasen. Da Sonnenflecken und Sonneneruptionen zusammenhängen, folgen beide Ereignisarten einem 11-jährigen Aktivitätszyklus.

Die Magnetosphäre der Erde, die erste Schutzschicht gegen Sonneneruptionen, wischt die geladenen Teilchen der Flares weg. Durch den Einfluss des Sonnenwindes hat die Magnetosphäre eine komprimierte, bauchige Seite, die der Sonne zugewandt ist, eine Senke in der Nähe der Erdpole und einen fließenden Schweif, der sich von der Sonne weg erstreckt. Das Magnetfeld der Erde blockiert diese geladenen Teilchen vom größten Teil der Oberfläche unseres Planeten, während der Sonnenwind sie zum Schweif der Magnetosphäre schiebt. In den Einbrüchen des Magnetfelds an den Polen erscheint diese teilchenschwingende Wirkung als Polarlichter.

Während die Magnetosphäre geladene Teilchen blockiert, stoppt die Ionosphäre, eine hochgelegene Schicht der Erdatmosphäre, die Strahlung von Sonneneruptionen. Jeden Tag absorbieren geladene Gasteilchen in der 153 Meilen tiefen Ionosphäre Strahlung und verhindern, dass sie die Erdoberfläche erreicht. Obwohl intensiv, kann die Energie einer Sonneneruption mit diesem Schutz unseren Planeten nicht bestrahlen und möglicherweise die Pflanzen und Tiere der Erde schädigen.