Raumfahrt

Uraltes Holz liefert Hinweise auf gewaltige Sonnenstürme

21. November 2024

Uraltes Holz in Sibirien — Der Stamm einer uralten Lärche liegt freigelegt am schlammigen Ufer des Flusses Ob in Sibirien. Proben von solchen Bäumen, die vor langer Zeit lebten, ermöglichten es den Forschern, nach Spitzen im Radiokarbon zu suchen, die extreme Sonnenstürme in der fernen Vergangenheit dokumentieren. Foto: Irina Panyushkina, University of Arizona

Forschende entdecken in uralten Baumringen Hinweise auf gewaltige Sonnenstürme in der Vergangenheit. Würde ein solcher Sonnensturm heute auftreten, wäre er eine Gefahr für moderne Technik.

Forschende haben uraltes Holz untersucht und Hinweise auf gewaltige Sonnenstürme in der Vergangenheit gefunden. Baumringe, die Kohlenstoff-14 enthalten, liefern wertvolle Daten über vergangene Ereignisse, die die Erde massiv beeinflusst haben. Diese Miyake-Ereignisse könnten, wenn sie heute eintreten würde, verheerende Auswirkungen auf moderne Technologien haben.

Baumringe und ihre Botschaften

Die außergewöhnliche Fähigkeit von Baumringen, vergangene Ereignisse zu dokumentieren, wird immer wieder zur Quelle wissenschaftlicher Entdeckungen. Ein internationales Forschungsteam, geleitet von Irina Panyushkina von der University of Arizona, hat Baumringe analysiert, um das letzte große Ereignis kosmischer Strahlung zu datieren. Wie bereits geschrieben, könnten solche Miyake-Ereignisse moderne Technologien gewaltig stören.

„Dank der Radiokarbonmethode in Baumringen wissen wir jetzt, dass es in den letzten 14.500 Jahren sechs Miyake-Ereignisse gab“, sagt Panyushkina. Die Forschenden veröffentlichten ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift Communications Earth & Environment.

Was sind Miyake-Ereignisse?

Miyake-Ereignisse wurden erstmals 2012 beschrieben. Sie treten auf, wenn das elektromagnetische Feld der Sonne schwächer wird. Plasma kann dann von der Sonnenoberfläche entweichen und die Erdatmosphäre mit hochenergetischen Protonen bombardieren. Diese Partikel lösen chemische Reaktionen aus, die die Konzentration radioaktiver Isotope wie Kohlenstoff-14 in der Atmosphäre erhöhen.

Kohlenstoff-14 entsteht ständig in der Atmosphäre durch kosmische Strahlung. „Nach einigen Monaten wird dieser Kohlenstoff von Bäumen aufgenommen und in den Baumringen gespeichert“, erklärt Panyushkina. Die Forschenden fanden Hinweise auf ein bisher unbekanntes Miyake-Ereignis im Jahr 664 v. Chr., das anhand einer auffälligen Spitze im Kohlenstoff-14-Gehalt identifiziert wurde.

Im Mittel finden Miyake-Ereignisse alle 1000 Jahre statt. Der letzte derart heftige Sonnensturm fand wohl im Jahr 993 n.Chr. statt. Außerdem wurden derartige Ausbrüche um 12.350 v. Chr., 7176 v. Chr., 5410 v. Chr., 5259 v. Chr. und 774 n.Chr. festgestellt.

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Historische Spuren in Holz und Eis

Die Untersuchung ging weit über Baumringe hinaus. Parallel analysierte das Team Daten aus Eisbohrkernen von Gletschern, die ebenfalls Anzeichen kosmischer Strahlung enthalten. Das Isotop Beryllium-10, das sich unter ähnlichen Bedingungen wie Kohlenstoff-14 bildet, wurde in beiden Polarregionen untersucht. Wenn Daten aus Holz und Eis übereinstimmen, sind die Forschenden sicher, dass ein massiver Sonnensturm die Ursache war.

„Wenn Eisbohrkerne sowohl vom Nord- als auch vom Südpol für ein bestimmtes Jahr einen Anstieg von Beryllium-10 zeigen, der mit erhöhtem Radiokohlenstoff in Baumringen übereinstimmt, wissen wir, dass es einen Sonnensturm gab“, erklärt Panyushkina.

Gefahr für die heutige Technologie

Obwohl solche Ereignisse selten sind, hätten sie in der modernen Welt verheerende Folgen. Stromnetze, Satelliten und Kommunikationssysteme wären durch die Strahlung massiv gestört. „Die Energie dieser Art von Ereignissen verändert nicht nur den Radiokohlenstoffgehalt der Atmosphäre, sondern auch ihre Chemie“, so Panyushkina weiter.

Solche Erkenntnisse sind für die Wissenschaft und die Solarphysik von großer Bedeutung. Doch es bleibt schwierig, Muster oder Vorhersagen für Miyake-Ereignisse zu entwickeln. „Baumringe geben uns eine Vorstellung von der Stärke dieser massiven Stürme, aber wir können kein Muster erkennen, sodass es unwahrscheinlich ist, dass wir jemals vorhersagen können, wann ein solches Ereignis eintreten wird“, sagte sie. „Dennoch glauben wir, dass unsere Arbeit die Art und Weise verändern wird, wie wir das Kohlenstoff-14-Spike-Signal extremer solarer Protonenereignisse in Baumringen suchen und verstehen.“

„Die Energie dieser Art von Ereignissen verändert nicht nur den Radiokohlenstoffgehalt der Atmosphäre, sondern auch die Chemie der Atmosphäre“, fügte sie hinzu. “Wir versuchen herauszufinden, wie sich diese kurzlebigen und starken Ereignisse auf das Erdsystem als Ganzes auswirken.“

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Autor

Dominik Hochwarth

Langfassung: Angefangen hat alles mit einem Bauingenieurstudium, bei dem er sich auf Verkehr- und Raumplanung spezialisierte. Er veröffentlichte Arbeiten zu Verkehrsplanung und Städtebau. Daher ist er nach wie vor an allem interessiert, was Mobilität und Stadtentwicklung angeht. Nach einer Ausbildung zum Online-Redakteur und einem Volontariat folgten 10 Jahre als bautechnischer Redakteur bei einer Internet-Agentur. Dort hat er zum Beispiel ein Baulexikon mit über 15.000 Begriffen aufgebaut, das zeitweise auch von OBI genutzt wurde. Eine Auskopplung davon mit speziellen Begriffen rund um den Fertighausbau ist noch auf fertighaus.de zu finden. Es folgten 10 Jahre als Webtexter beim wohl größten Bad-Onlinshop Deutschlands. Dort brachte er den Leser Sanitär-, Licht- und Heizungstechnik näher. Außerdem war er dort verantwortlicher Redakteur für das Magazin. Seit 2022 arbeitet er als Redakteur beim VDI Verlag. Dort kümmert er sich um all die technischen Themen, die Ingenieure interessiert. Gerne blickt er dabei auf Technikgeschichte. Seit 2012 betreibt er bauredakteur.de und schreibt hier über Themen rund um Bauen, Wohnen, Einrichten und Garten.