So gefährlich ist ein Sonnensturm für die Erde
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Am 2. September 1859 erhellen in der Karibik Polarlichter den Nachthimmel. Weltweit fällt das damals brandneue Telegrafennetz aus. Funkenschlag lässt das Papier in Telegrafempfängern in Flammen aufgehen. Was die Menschen seinerzeit für ein übernatürliches Ereignis halten, ist eigentlich das Produkt eines gewaltigen Sonnensturms.
Der Schaden war damals gering. Doch die vernetzte Welt von heute ist viel verletzlicher. Radios, Satelliten, Stromnetze, sogar das Internet könnten kollabieren. Kleinere Sonnenstürme wie jener, der am Mittwoch die Erde traf, passieren häufig. Gegen seltene „Sonnen-Hurricans“ ist die Erde allerdings nicht gefeit.
Kosmisches Großereignis
„Die Sonne emittiert nicht nur Licht, sondern auch einen Fluss von geladenen Teilchen“, erklärt Ramon Egli von der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik der futurezone. „Manchmal passiert eine Art Kurzschluss auf der Sonne, der dafür sorgt, dass sie eine große Menge dieser Teilchen herausschleudert.“ Dies nennt sich „Sonneneruption“. Treffen die von der Sonne abgestoßenen Teilchen auf die Erde, spricht man von einem „Sonnensturm“.
Wenn die Teilchenflut auf die Erdatmosphäre trifft, zaubert sie ein Naturschauspiel an den Himmel – die Polarlichter. Sie ist aber, je nach Intensität, auch eine Bedrohung, vor allem für moderne Technologien. Jegliche Form von Funkübertragungen, darunter auch Mobilfunk, können ausfallen, da die Sonnenteilchen die Ionosphäre beeinflussen. Funkwellen nutzen üblicherweise die Ionosphäre als eine Art Spiegel, die die Signale wieder zur Erde zurückwirft.
Auch die Raumfahrt ist betroffen, wie Astrophysiker Arnold Hanslmeier von der Universität Graz weiß: „Astronauten sind durch Sonnenstürme in Gefahr, da sie einer erhöhten Strahlungsbelastung ausgesetzt sind. Auch Satelliten sind betroffen. Treffen die Strahlen auf die Atmosphäre, so erhitzt sie sich und dehnt sich aus. Satelliten bremsen aufgrund des höheren Widerstands ab und können im Extremfall sogar abstürzen.“ Die möglichen Folgen: Ausfälle bei Kommunikation und Navigationsdiensten.
Die größten Sonnenstürme
Stärkster erforschter Sturm: Vor rund 9.200 Jahren soll der bislang stärkste Sturm die Erde getroffen haben. Forscher*innen entdeckten kürzlich Hinweise auf den Sturm im antarktischen Eis.
Carrington Event: Ereignete sich 1859. Er gilt als heftigster Sturm seit Beginn der Aufzeichnungen. Berichten zufolge waren sogar Polarlichter am Äquator zu sehen. Unter anderen hatte ihn der damals bekannte Sonnenforscher Richard Christopher Carrington beobachtet.
Québec-Sturm: Traf 1989 die Erde. 6 Millionen Menschen der kanadischen Provinz Québec saßen 9 Stunden lang im Dunkeln. Grund war ein flächendeckender Stromausfall.
Halloween-Sturm: Sorgte im Oktober 2003 für Stromausfälle in Schweden und einen kurzfristigen Kollaps des europäischen Flugradars. Der 390 Millionen Euro teure Satellit "Midori 2" ging verloren.
Stromausfälle durch Kettenreaktion
„Die größte Gefahr stellt allerdings ein Ausfall der Energieverteilung dar“, hält Egli fest. Treffen die Sonnenteilchen auf die Erde, verformt sich ihr Magnetfeld. Ein „magnetischer Sturm“ entsteht. Egli: „Dieser induziert sehr starke Ströme in Hochspannungsleitungen. Das ist störend für Transformatoren. Sie können überhitzen und schließlich ausfallen. Kollabiert ein großer Trafo, können ganze Städte ohne Strom zurückbleiben.“
Eine Kettenreaktion entstehe: Wenn ein Transformator ausfällt, wären andere Teile des Stromnetzes stärker belastet. Einer nach dem anderen müsste vom Netz gehen. Die Folge: ein Blackout.
In der Vergangenheit ereigneten sich bereits mehrere solcher Stromausfälle. So zum Beispiel 1989 in der französischen Provinz Québec. 6 Millionen Einwohner*innen mussten rund 9 Stunden ohne Strom ausharren. Auch 2003 sorgten die sogenannten Halloween-Stürme in Regionen Schwedens für weitreichende Stromausfälle.
Gefahr für Österreich
„Für Mitteleuropa ist die Gefahr nicht so groß“, weiß Astrophysiker Hanslmeier. Länder in nördlichen Breiten seien eher von Sonnenstürmen betroffen aufgrund ihrer Nähe zum magnetischen Nordpol.
Laut Egli kommt es zudem auf die technischen Details der Stromverteilung an. Der österreichische Stromnetzbetreiber Austrian Power Grid habe beispielsweise Vorbereitungen getroffen: „Austrian Power Grid misst die Ströme, die in die Transformatoren induziert werden. Bei Gefahr können wir sie provisorisch ausschalten.“ Nichtsdestotrotz müsste die Erde bei einem großen Sonnensturm, wie jenem von 1859, mit Ausfällen rechnen. Egli: „Gegen derart große Stürme haben wir noch keinen Schutz.“
Prognosen schwierig
Wann ein Sonnensturm auf die Erde trifft, kann nicht genau vorhergesagt werden. „Prognosen sind schwierig“, erklärt Hanslmeier. Zwar wüssten Astronom*innen von Sonnenzyklen, in der die Wahrscheinlichkeit eines Sonnensturms mal mehr mal weniger groß ist. „Sehr starke Ausbrüche ereignen sich interessanterweise aber auch in Phasen, in denen die Sonne nicht so aktiv ist“, so der Astronom.
Wie Forscher kürzlich feststellten, soll sich der stärkste bisher gefundene Sonnensturm vor rund 9.200 Jahren tatsächlich in einer passiven Sonnenphase ereignet haben. „Wir wissen gar nicht, was genau die Maximalstärke der Sonne ist, denn Beobachtungen werden erst seit etwa einem Jahrhundert unternommen", erklärt Egli der futurezone. Laut den beiden Experten bedarf es daher noch sehr viel mehr Forschung.
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