01.12.2014, 06:55 Uhr | 0 |

Schutz vor Sonnenstürmen Unsichtbares Plasmaschild der Erde entdeckt

Das war für US-Forscher eine Überraschung: Die Erde hat einen unsichtbaren Plasmaschild, der sie vor Sonnenstürmen und gefährlichen Elektronen schützt. Sie prallen in 11.000 Kilometer Höhe ab wie an einer Glaskugel.

Das Plasmaschild liegt zwischen den beiden Van Allan-Gürteln
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Der Plasmaschild liegt zwischen den beiden Van Allan-Gürteln, die die Erde umhüllen. Gefährliche Elektronen prallen daran ab. "Das erinnert an die Schutzschilde, die in der Serie Star Trek die feindlichen Waffen abprallen lassen", sagt Daniel Baker von der University of Colorado.

Foto: Andy Kale/University of Alberty

In 11.000 Kilometer Höhe, im sogenannten äußeren Van-Allan-Gürtel, umrunden Elektronen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit die Erde. Sie sind gefährlich, da sie alles durchdringen, was ihnen in die Quere kommt. Unterhalb von 11.000 Kilometer sind sie allerdings nicht nachweisbar. Warum? Weil sich dort ein undurchdringlicher Schild befindet, den amerikanische Wissenschaftler jetzt entdeckt haben. Es handelt sich um ein kaltes Plasma. Das ist eine Art Gas, das aus positiv und negativ geladenen sowie neutralen Teilchen besteht. Daran prallen die gefährlichen Elektronen wie an einer Glaskugel ab. Der Schild ist so dicht, dass sich nicht einmal einzelne Partikel durchmogeln können.

Schutzfunktion auch bei schwächelndem Magnetfeld

Das Plasma befindet sich zwischen den beiden Van-Allan-Gürteln, die die Erde umhüllen. Der Nähere in einer Entfernung von 700 bis 6000 Kilometer besteht aus Protonen, der Äußere, der 15.000 bis 25.000 Kilometer entfernt ist, aus Elektronen. Dazwischen befindet sich der Plasmaschirm.

Die beiden bisher bekannten Gürtel werden vom Magnetfeld der Erde in Position gehalten. Was das Plasma fixiert, muss noch erforscht werden. Zunächst vermuteten Forscher, dass auch dafür das Magnetfeld der Erde verantwortlich ist. Was sich als falsch herausstellte. Denn auch in Regionen, in denen das Magnetfeld schwächelt – etwa über dem Südatlantik (Südatlantik-Anomalie) –, bricht die Barriere für Elektronen nicht ein. Es muss, vermuten die Forscher, mit Schwingungen im Plasmagürtel zusammenhängen, die mit einem Lautsprecher als sogenanntes weißes Rauschen hörbar werden. Sie verändern die Bahn der Elektronen, sodass sie zurück ins All sausen.

NASA-Sonden lieferten Beweise für das Plasmaschild

Die Daten, aus denen sich die Existenz der Elektronenbarriere erschloss, lieferten die Sonden Van Allan A und B. Die US-Weltraumagentur NASA hatte sie 2012 gestartet. Die Daten zeigen, dass die Zone der ultraschnellen Elektronen in 11.000 Kilometer Höhe plötzlich endet. „Es ist, als wenn diese Elektronen gegen eine Glaswand prallen“, sagte Daniel Baker von der University of Colorado, der die Daten der Sonden auswertete. „Das erinnert an die Schutzschilde, die in der Serie Star Trek die feindlichen Waffen abprallen lassen." Die Barriere ist so stabil, dass sie im Oktober 2013 sogar einem starken Sonnensturm trotzte.

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Von Wolfgang Kempkens
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