Forscher entdecken Spuren extremer Sonnenstürme in uralten Baumringen
(Bild: Nasa )
Uralte Baumringe verraten extreme Sonneneruptionen in der Vergangenheit. Träfen diese heute auf die Erde, hätten sie verheerende Folgen für unsere Technologie.
Ein Forscherteam der University of Arizona hat in fast 2.700 Jahre alten Baumringen Spuren eines extremen Sonnensturms entdeckt. Die Wissenschaftler um Irina Panyushkina vom Laboratory for Tree-Ring Research konnten damit das genaue Datum des letzten bekannten Mega-Sonnensturms bestimmen: das Jahr 664 vor Christus.
Signatur extremer Sonnenstürme in Baumringen und Eisbohrkernen
Extreme Sonnenstürme, sogenannte Miyake-Ereignisse, hinterlassen in Baumringen und Eisbohrkernen eine typische Signatur. Sie führen zu einem sprunghaften Anstieg des radioaktiven Kohlenstoffisotops C-14 in den Baumringen und des Berylliumisotops Be-10 in den Eisschichten.
"Wenn Eisbohrkerne vom Nord- und Südpol für ein bestimmtes Jahr einen Anstieg des Isotops Beryllium-10 zeigen, der mit einem Anstieg des radioaktiven Kohlenstoffs in den Baumringen korrespondiert, wissen wir, dass es einen Sonnensturm gegeben hat", erklärt Panyushkina.
Die Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift Communications Earth & Environment veröffentlicht.
Plasma der Sonne löst chemische Reaktionen in der Atmosphäre aus
Miyake-Ereignisse treten auf, wenn das elektromagnetische Feld der Sonne schwächer wird. Dadurch kann Plasma von der Sonnenoberfläche in den Weltraum entweichen. Bei erhöhter Sonnenaktivität bombardieren Protonen die Erdatmosphäre und lösen chemische Reaktionen aus, die zu einem Anstieg radioaktiver Isotope führen.
Bisher sind nur sechs solcher Mega-Sonnenstürme bekannt, die in den letzten 14.500 Jahren ihre Spuren auf der Erde hinterlassen haben. Seit der Blütezeit des Assyrischen Reiches vor fast 2.700 Jahren wurde keiner mehr direkt beobachtet.
Moderne Kommunikationstechnik durch Sonnenstürme gefährdet
"Dank des Radiokohlenstoffs in den Baumringen wissen wir jetzt, dass es in den letzten 14.500 Jahren sechs Miyake-Ereignisse gegeben hat", sagt Panyushkina. "Würden sie sich heute ereignen, hätten sie katastrophale Auswirkungen auf die Kommunikationstechnologie."
Der Ansturm geladener Teilchen würde Stromnetze, Satelliten und Kommunikationsnetze auf der ganzen Welt lahmlegen. Selbst das Fotografieren von Polarlichtern, die bei solchen Ereignissen viel weiter südlich zu sehen sind als sonst, wäre unmöglich – Smartphones würden sofort zu Elektroschrott.
Baumringe als Archiv für solare Extremereignisse
Um herauszufinden, ob Sonnenstürme für den Anstieg des radioaktiven Kohlenstoffs verantwortlich sind, verglichen die Forscher die Daten der Baumringe mit dem Anstieg des Isotops Beryllium-10 in Eisbohrkernen aus Gletschern und Eisschilden.
"Die Baumringe geben uns eine Vorstellung von der Größenordnung dieser massiven Stürme, aber wir können kein Muster erkennen", sagt Panyushkina. "Es ist daher unwahrscheinlich, dass wir jemals in der Lage sein werden, vorherzusagen, wann ein solches Ereignis eintreten wird."
Dennoch glaubt die Forscherin, dass ihre Studie die Art und Weise verändern wird, wie das C-14-Signal extremer solarer Protonenereignisse in Baumringen gesucht und verstanden wird. Die Energie eines solchen Ereignisses verändert nicht nur den Radiokohlenstoffgehalt der Atmosphäre, sondern auch ihre Chemie.
"Wir versuchen herauszufinden, wie sich diese kurzen und starken Ereignisse auf das gesamte Erdsystem auswirken", sagt Panyushkina. Ein besseres Verständnis dieser Zusammenhänge könnte helfen, die potenziell verheerenden Folgen eines Mega-Sonnensturms besser abzuschätzen und sich darauf vorzubereiten.