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Vor etwa 9.200 Jahren dürfte sich am Himmel über der Arktis und Antarktis ein gigantisches Spektakel abgespielt haben. Ein internationales Forscherteam unter der Leitung der Universität Lund, Schweden, hat bei der Analyse von Eiskernen aus Grönland und der Antarktis herausgefunden, dass es damals zu einem extremen Sonnensturm kam, der sicherlich die Polarlichter ausgiebig und farbenprächtig tanzen ließ. Das Besondere an diesem Sturm ist, dass er während einer ruhigen Phase der Sonne stattfand.
Dieser historische Sonnensturm ist den Forschern zufolge einer der stärksten, der jemals nachgewiesen wurde. Bisher ging man davon aus, dass es zu solch heftigen Stürmen vor allem in der aktiven Phase der Sonne kommt, dem solaren Maximum, wenn besonders viele Sonnenflecken beobachtet werden können. Vor 9.200 Jahren befand sich die Sonne jedoch in einem solaren Minimum des etwa elfjährigen Sonnenzyklus. Die Wissenschaftler sind beunruhigt über ihre Erkenntnisse, die sie in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlichten, da sie bedeuten, dass solch ein Ereignis dann auftreten kann, wenn man es am wenigsten erwartet.
«Diese gewaltigen Stürme werden derzeit nicht ausreichend in Risikobewertungen berücksichtigt», sagt Raimund Muscheler, Geologe an der Universität Lund in Schweden und Senior-Autor der Studie. «Es ist von größter Bedeutung zu analysieren, was diese Ereignisse für die heutige Technologie bedeuten könnten und wie wir uns schützen können.»
Auf der Erde kann man vergangene Sonnenstürme in Baumringen, im Sediment und in Eiskernen nachweisen durch Radionuklide — radioaktive Isotope, die entstehen, wenn geladene Sonnenteilchen mit Elementen in der Erdatmosphäre zusammenstoßen. Für die aktuelle Studie nutzten die Forscher Eiskerne, die von verschiedenen Stellen auf dem grönländischen Eisschild und von einer der EPICA Bohrstellen in Dronning Maud Land in der Antarktis stammen. In den Eiskernen konnte das Forscherteam, bestehend aus Wissenschaftlern unter anderem von der Universität Lund, Schweden, der ETH Zürich und vom Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven, Spitzenwerte der radioaktiven Isotope von Beryllium-10 und Chlor-36 nachweisen.
«Dies ist eine zeitaufwändige und teure analytische Arbeit. Deshalb waren wir angenehm überrascht, als wir einen solchen Peak fanden, der auf einen bisher unbekannten riesigen Sonnensturm in Verbindung mit geringer Sonnenaktivität hinweist», sagt Raimund Muscheler.
Weitere Analysen ergaben, dass der Sturm mindestens ebenso stark war wie der stärkste jemals entdeckte Sonnensturm aus den Jahren 774/775 unserer Zeitrechnung, der laut der Autoren ebenfalls während eines solaren Minimums auftrat.
Würde sich heute ein Sonnensturm diesen Ausmaßes ereignen, könnte sich dieser massiv auf unser modernes Leben auswirken. Es könnte zu Strahlungsschäden an Satelliten und zu Stromausfällen kommen und darüberhinaus könnte er eine Gefahr für den Flugverkehr und für Astronauten darstellen sowie zum Zusammenbruch von Kommunikationssystemen führen.
Nach Ansicht der Autoren ist es enorm wichtig weitere dieser extremen historischen Sonnenstürme in Eiskernen und anderen natürlichen Aufzeichnungen aufzuspüren, um feststellen zu können, ob es im Zusammenhang mit dem elfjährigen Sonnenzyklus ein konsistentes Muster im Auftreten extremer Sonnenaktivität gibt. Dies ist vor allem für di ePlanung von Weltraummissionen von großer Bedeutung, um die Sicherheit von Astronauten zu erhöhen.
Julia Hager, PolarJournal
Link zur Studie: Chiara I. Paleari, Florian Mekhaldi, Florian Adolphi, Marcus Christl, Christof Vockenhuber, Philip Gautschi, Jürg Beer, Nicolas Brehm, Tobias Erhardt, Hans-Arno Synal, Lukas Wacker, Frank Wilhelms, Raimund Muscheler. Cosmogenic radionuclides reveal an extreme solar particle storm near a solar minimum 9125 years BP. Nature Communications, 2022; 13 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-27891-4