Ein Schild mit der Aufschrift: "Morgen letzter Tag".

11.12.2012 | Von:
Arnold Hanslmeier

Kosmische Katastrophen

Die Erde und das Weltraumwetter

Wir sind auf der Erde vor schädlicher kurzwelliger Strahlung sowie vor geladenen Teilchen geschützt. In der Erdatmosphäre wird kurzwellige Strahlung (UV- und Röntgenstrahlung) in unterschiedlichen Höhen absorbiert, UV-Strahlung beispielsweise in der Ozonschicht in 20 bis 60 Kilometern Höhe. Während eines starken Flare-Ausbruchs wird die obere Atmosphäre gestört, es ändert sich vor allem die Ionisation und dies hat Auswirkungen auf den Funkverkehr. Funkwellen werden teils in der höheren Erdatmosphäre reflektiert, teils durchgelassen, und ermöglichen die Kommunikation mit Satelliten. Diese Reflexion hängt stark von der Elektronendichte ab, also wie viele Elektronen infolge der kurzwelligen Strahlung von der Sonne von den Atomen abgespalten wurden. So kann es zu Funkausfällen sowie Ungenauigkeiten in der GPS-Navigation kommen. Auch die Strahlungsbelastung stellt ein Problem dar, vor allem für lange Passagierflüge oder für die Besatzungsmitglieder von bemannten Raumstationen. Im August 1972 ereignete sich um 6 Uhr früh ein starker Flare-Ausbruch. Nach etwa zwölf Stunden wäre die Strahlungsbelastung tödlich für einen Astronauten gewesen. Durch diese Ereignisse können auch Spannungen in Stromversorgungsleitungen induziert werden, und durch die daraus resultierende Überspannung brennen Transformatoren durch, die Stromversorgung bricht zusammen. Dies war 1989 in der kanadischen Provinz der Fall. Weiterhin können sich Satelliten elektrostatisch aufladen. Zwar schützt uns das Magnetfeld der Erde weitgehend vor den geladenen Teilchen der Sonne, aber nicht vollständig. Insgesamt bedeutet die Sonnenaktivität eine Gefahr für Langzeit-Raumflüge im Sonnensystem. Auf einer Reise zum Mars würde die Besatzung das Magnetfeld der Erde verlassen und wäre dann den geladenen Teilchen von der Sonne (Sonnenwind) ausgesetzt. Auch auf dem Mars selbst gibt es kein permanentes Magnetfeld.

Die Auswirkungen vor allem der Sonne auf die Erde und den erdnahen Weltraum fasst man heute als Weltraumwetter (spaceweather) zusammen. Sie sind problematisch für unsere hochkomplexe, an Kommunikation orientierte Gesellschaft. Horrorszenarien, wie der Zusammenbruch aller Funkverbindungen oder der Totalausfall der Stromversorgung über längere Zeit, sind allerdings sehr unwahrscheinlich, da sich die Sonnenaktivität innerhalb gewisser Grenzen bewegt.

Immer wieder wird von der Gefahr des Verlustes des Erdmagnetfeldes beziehungsweise einer bevorstehenden Umpolung verbunden mit einer starken Abschwächung des magnetischen Schutzschildes gesprochen. Tatsache ist, dass es in den vergangenen Millionen Jahren immer wieder derartige, in unregelmäßigen Abständen auftretende Umpolungen gegeben hat. Man findet jedoch keinen Zusammenhang zwischen dem Massensterben von Tier- und Pflanzenarten mit Phasen dieser Umpolungen. Computersimulationen zeigen, dass diese Umpolungen erstens langsam vor sich gehen (einige hundert Jahre), und zweitens selbst während dieser Umpolungen immer ein Restmagnetfeld vorhanden ist.

Weitere Szenarien

Mond und Planeten: Können bestimmte Stellungen des Mondes oder der Planeten Auswirkungen auf die Erde haben? Gibt es einen Zusammenhang zwischen Mondphasen, oder Mondnähe/Mondferne mit dem Auftreten von Erdbeben? Ein Zusammenhang zwischen Planetenkonstellationen (beispielsweise wenn alle großen Planeten in einer Linie stehen) oder Mondstellungen mit Ereignissen auf der Erde ist statistisch nicht nachweisbar. Der Einfluss des größten Planeten im Sonnensystem, Jupiter, auf die Erde beträgt beispielsweise nur etwa ein Millionstel der des Mondes. Selbst wenn es einen Zusammenhang gäbe, wäre die Erkenntnis nicht sehr hilfreich. Man stelle sich vor, wir wüssten, dass durch eine Planetenstellung die Gefahr eines verheerenden Erdbebens stark erhöht wäre. Was sollten wir dann unternehmen? Die Menschen in San Francisco und Los Angeles, sowie in Tokyo, Istanbul und anderen Städten evakuieren? Niemand könnte genau sagen, wo ein Erdbeben auftreten würde.

Supernovae: Am Ende ihrer Entwicklung explodieren massereiche Sterne zu einer Supernova. Im Inneren ist der Brennstoffvorrat für Kernfusion verbraucht, es bleibt ein Eisenkern, dessen Masse größer als 1,4 Sonnenmassen ist. Hier reicht der Druck nicht mehr aus und der Kern fällt in sich zusammen, durch die entstehende energiereiche Druckwelle werden die Außenbereiche eines Sternes abgestoßen. Als Überrest einer Supernova finden wir dann einen Neutronenstern, der etwa zehn Kilometer Ausdehnung besitzt, oder ein Schwarzes Loch, wenn der Druck der Neutronen der Gravitation nicht mehr Stand halten kann.

Im Jahre 1054 n. Chr. beobachteten chinesische Astronomen einen hellen, auch am Tageshimmel zu sehenden Stern. Nach einigen Wochen war er wieder verschwunden. Es handelte sich um einen Supernovaausbruch, und an der Position, wo sich der Stern befand, sehen wir heute den Crabnebel (vgl. Abbildung 3 in der PDF-Version). Die Supernova ereignete sich in einer Entfernung von etwa 7.000 Lichtjahren. Man hat keinerlei Auswirkungen auf die Erde (beispielsweise anomale Isotope) festgestellt. Modellrechnungen zeigen aber, dass ein Supernovaausbruch in weniger als hundert Lichtjahren Entfernung sehr starke Auswirkungen auf die Erdatmosphäre hätte, es könnte sogar zu einer vorübergehenden Zerstörung der Ozonschicht kommen und dann würde harte UV- und auch Röntgenstrahlung die Erdoberfläche treffen. Ein Massensterben stünde bevor, die Zahl der Mutationen und Krebsfälle würde drastisch zunehmen. Sind wir in also Gefahr? Gibt es innerhalb von hundert Lichtjahren Radius einen Kandidaten für eine Supernova? Gegenwärtig ist die Antwort ein deutliches Nein. Aber unsere Sonne bewegt sich um das galaktische Zentrum und somit ändert sich auch unsere kosmische Nachbarschaft. Vorsichtige Abschätzungen rechnen mit der Möglichkeit von etwa drei bis fünf Supernovaexplosionen in unserer Nachbarschaft während der vergangenen 4,5 Milliarden Jahre.

Galaktisches Zentrum: Immer wieder taucht die Behauptung auf, die Sonne würde sich durch das galaktische Zentrum bewegen oder durch die galaktische Ebene, was dann zu gewaltigen Veränderungen beziehungsweise Katastrophen für die Erde führte. Unsere Sonne und damit das Sonnensystem befinden sich in der Milchstraße, eine von vielen Milliarden Galaxien. Die Milchstraße enthält etwa 400 Milliarden Sonnenmassen. Die Sonne bewegt sich wie alle Sterne in ihrer Nachbarschaft um das Zentrum der Milchstraße. Wir sind etwa 27.000 Lichtjahre vom galaktischen Zentrum entfernt, und ein Umlauf dauert mehr als 200 Millionen Jahre. Im Zentrum der Milchstraße befindet sich ein mehrere Millionen Sonnenmassen schweres Supermassives Schwarzes Loch. Aber wie schon erwähnt ist die Bahn der Sonne um das galaktische Zentrum seit mehr als 4,6 Milliarden Jahren stabil und die Entfernung vom Zentrum ist groß. Es besteht also keine Gefahr, in dieses Schwarze Loch zu stürzen. Unsere Sonne pendelt alle 30 bis 45 Millionen Jahre durch die galaktische Ebene, die durch den galaktischen Äquator definiert ist. Von der Kante her gesehen erscheint unsere Milchstraße als stark abgeplattete Scheibe mit zentraler Verdickung. Durch die Mitte der Scheibe geht die galaktische Ebene entlang ihres größten Durchmessers. Das letzte Mal passierten wir vor etwa 1,5 Millionen Jahren diese Ebene. Allerdings ist auch hier nichts Außergewöhnliches passiert, es handelt sich ja lediglich um eine imaginäre Ebene.

Sterben der Sonne: Unsere Sonne wird nicht plötzlich erlöschen, aber ihre Lebensdauer ist begrenzt. Sie wird sich langsam, in etwa vier Milliarden Jahren zu einem "Roten Riesen" mit hoher Leuchtkraft und vergrößertem Radius entwickeln, die Erde wird sich dann innerhalb der Atmosphäre der Sonne um den Sonnenkern bewegen – astronomisch äußerst interessant, aber die Erde wird dann eine extrem heiße, ausgetrocknete, menschenleere Wüste sein. Schließlich bleibt von der der Sonne nur noch ein strahlender Rest, der als Weißer Zwerg bezeichnet wird, übrig.

Angst vor kosmischen Katastrophen?

Kosmische Katastrophen gibt es, gab es und wird es auch immer geben. Am relativ wahrscheinlichsten ist der Einschlag eines großen Asteroiden oder Kometen. Es gibt weltweite Beobachtungsprogramme, um möglichst alle potenziell gefährlichen Objekte zu finden. Als die Wahrscheinlichkeit eines Zusammenstoßes der Erde mit dem Objekt Apophis im Jahre 2029 zunächst mit einem Prozent angegeben wurde, witterten unkritische Medien gleich einen Weltuntergang. Neuere Beobachtung dieses Erdbahnkreuzers ergeben aber, dass er in etwa ein Zehntel der Mondentfernung an der Erde vorbeiziehen wird. Sonnenausbrüche können zwar Störungen in unseren vernetzten Telekommunikations- und Stromversorgungsleitungen verursachen, eine globale Katastrophe ist aber sehr unwahrscheinlich. Auch eine in unserer kosmischen Nachbarschaft explodierende Supernova, bestimmte Planetenstellungen oder Bewegungen der Sonne um das galaktische Zentrum können uns nicht gefährlich werden. So bleibt letztlich der Mensch verantwortlich für das weitere Leben auf der Erde und sein eigenes Überleben.

Creative Commons License

Dieser Text ist unter der Creative Commons Lizenz "CC BY-NC-ND 3.0 DE - Namensnennung - Nicht-kommerziell - Keine Bearbeitung 3.0 Deutschland" veröffentlicht. Autor/-in: Arnold Hanslmeier für bpb.de

Sie dürfen den Text unter Nennung der Lizenz CC BY-NC-ND 3.0 DE und des/der Autors/-in teilen.
Urheberrechtliche Angaben zu Bildern / Grafiken / Videos finden sich direkt bei den Abbildungen.