Eine Illustration zeigt kosmische Strahlen, die auf die Erde treffen.(Bildnachweis: Robert Lea (erstellt mit Canva))
Die Erde steht unter ständigem Beschuss durch hochenergetische geladene Teilchen, die als kosmische Strahlung bezeichnet werden. Normalerweise werden wir durch die Magnetosphäre der Erde vor diesem Bombardement abgeschirmt. Aber was passiert, wenn dieser Schutzschild schwächer wird?
Kosmische Strahlen sind in erster Linie Wasserstoffkerne, die bei gewaltigen Himmelsereignissen wie dem Supernova-Tod massereicher Sterne ins All geschleudert werden. Diese unglaublich energiereichen Teilchen werden normalerweise von der Magnetosphäre abgefangen, die uns auch vor der harten Strahlung der Sonne schützt.
Die Magnetosphäre ist jedoch kein monolithisches, unveränderliches Gebilde. Nicht nur, dass der magnetische Norden leicht vom geografischen „wahren Norden“ abweicht, sondern die gesamte Magnetosphäre „kippt“ gelegentlich. Dies führt dazu, dass der Nordpol des Feldes zum Südpol wird und umgekehrt, wobei die Intensität des Feldes in diesem Prozess abnimmt.
Darüber hinaus gibt es weitere kurze Perioden, in denen die beiden Magnetpole der Magnetosphäre „verschwinden“ und durch eine Vielzahl von Magnetpolen ersetzt werden. Während dieser Perioden, die als „Magnetfeldexkursionen“ bezeichnet werden, nimmt auch die Stärke der Magnetpole ab, was bedeutet, dass unser Planet zu diesen Zeiten weniger gut vor kosmischer Strahlung geschützt ist.
Die Frage ist, ob Perioden geringer Magnetosphärenintensität auch mit größeren Umwälzungen in der Biosphäre der Erde korrelieren, der gesamten Zone unseres Planeten, in der Leben existiert, von den Berggipfeln bis zu den tiefsten Meeresgräben?
„Das Verständnis dieser Extremereignisse ist wichtig für ihr Auftreten in der Zukunft, für die Vorhersage des Weltraumklimas und für die Bewertung der Auswirkungen auf die Umwelt und das Erdsystem“, erklärte Sanja Panovska, Wissenschaftlerin am GFZ Potsdam in Deutschland, in einer Erklärung.
Erhalten Sie den kosmischeweiten.de Newsletter
Die neuesten Nachrichten aus dem Weltraum, die neuesten Updates zu Raketenstarts, Himmelsbeobachtungen und mehr!
Durch die Übermittlung Ihrer Daten erklären Sie sich mit den Allgemeinen Geschäftsbedingungen und der Datenschutzrichtlinie einverstanden und sind mindestens 16 Jahre alt.
Eine Illustration der kosmischen Strahlung, die in die Erdatmosphäre eindringt und einen Schauer von Sekundärteilchen erzeugt. (Bildnachweis: CERN)
Um die Zeiträume zu bestimmen, in denen die Erde einem stärkeren Bombardement durch kosmische Strahlung ausgesetzt war als üblich, können Wissenschaftler die Häufigkeit verschiedener Isotope messen. Dabei handelt es sich um Varianten eines Elements, die eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen in ihren Atomkernen haben.
Wenn kosmische Strahlung auf Partikel in der Erdatmosphäre trifft, erzeugt sie Isotopenschauer, die als „kosmogene Radionuklide“ bezeichnet werden und auf die Oberfläche unseres Planeten herabregnen. Diese reichern sich im Laufe der Zeit in Sedimenten an, die Wissenschaftler untersuchen können, nachdem sie sie vom Meeresboden und aus Eiskernen geborgen haben, die in Regionen wie der Antarktis und Grönland gebohrt wurden.
Ein gut untersuchtes Beispiel für eine Magnetfeldauslenkung ist die Laschamps-Auslenkung, die vor etwa 41 000 Jahren stattfand. Panovska hat die Beziehung zwischen der Intensität der Magnetosphäre der Erde und der Konzentration kosmogener Radionuklide wie Beryllium-10 während dieses Ereignisses untersucht.
Sie fand heraus, dass sich die durchschnittliche Produktionsrate von Beryllium-10 im Vergleich zu der Rate, mit der dieses kosmogene Radionuklid heute durch kosmischen Strahlenbeschuss erzeugt wird, verdoppelt hat. Dies deutet auf eine sehr niedrige Intensität der Magnetosphäre während der Laschamps-Exkursion hin, was dazu führte, dass wesentlich mehr kosmische Strahlung die Erdatmosphäre erreichte und Schauer von Sekundärteilchen erzeugte.
Panovska nutzte diese Messungen, um die Magnetosphäre der Erde zu rekonstruieren und fand heraus, dass sie während dieses Ereignisses schrumpfte, als ihre Stärke abnahm. Sie hofft, dass diese Rekonstruktion ihr und anderen Wissenschaftlern dabei helfen wird, mehr Informationen aus kosmogenen Radionukliden und kosmischen Strahlen zu erhalten.
Panovska präsentierte die Ergebnisse der kosmischen Strahlung auf der Generalversammlung 2024 der Europäischen Geowissenschaftlichen Union (EGU) am Freitag (19. April).
