- Sonnenuntergang
- Polarlichter
- Das Wetter im Weltraum
- Klimawandel
- Nur in Maßen gesund
- Ausdehnen und schrumpfen
Für die einen ist er kitschig, für die anderen romantisch: So oder so zieht sich der Sonnenuntergang als Motiv ebenso durch private Urlaubsfotos wie durch die Kunst. Die Kunsthalle Bremen macht das abendliche Farbenspiel nun zum Thema einer Sonderausstellung: „Sunset – Ein Hoch auf die sinkende Sonne“ (siehe Anhang). Anlass genug, einen Blick auf das Zentralgestirn unseres Sonnensystems zu werfen und darauf, wie es unser Leben beeinflusst.
Sonnenuntergang
Ganz sicher geht ein Teil der Faszination des Sonnenuntergangs davon aus, dass er den Himmel rötlich färbt. Dahinter steckt die sogenannte Rayleigh-Streuung: Je kürzer die Wellenlänge eines Lichtstrahls ist, desto stärker wird er von Teilchen gestreut, die wesentlich kleiner sind – etwa an den Stickstoff- und Sauerstoffmolekülen der Erdatmosphäre. Violettes Licht hat eine Wellenlänge im Bereich um 350 Nanometer, rotes Licht liegt bei 750 Nanometern. Blaues Licht wird daher etwa sechsmal so stark gestreut wie rotes.
Tagsüber erreicht uns das gestreute blaue Licht aus allen Richtungen, sodass der Himmel blau erscheint. Abends jedoch ist der Weg des Sonnenlichts durch die Atmosphäre länger und der blaue Anteil des Sonnenlichts wird herausgestreut. Übrig bleiben die Rot- und Gelbanteile, die das Abendrot ausmachen.
Polarlichter
Polarlichter – die Aurora borealis im Norden und die Aurora australis im Süden – werden nicht durch das Sonnenlicht, sondern durch den Sonnenwind erzeugt. Dabei handelt es sich um ein Plasma, das von der Sonne mit 500 bis 800 Kilometern pro Sekunde fortgeschleudert wird. Das Plasma besteht aus elektrisch geladenen Teilchen. In der Erdatmosphäre treffen diese Teilchen – vor allem Elektronen, aber auch Protonen – auf Sauerstoff- und Stickstoffatome. Dabei wird Energie in Form von Licht freigesetzt. Grünes, aber auch rotes Licht entsteht, wenn die Teilchen mit Sauerstoff wechselwirken.
Stickstoff erzeugt ein violettes bis blaues Leuchten. Die Sonnenwindteilchen werden aufgrund ihrer Ladung vom Erdmagnetfeld längs dessen Feldlinien abgelenkt. Diese Feldlinien durchdringen die Atmosphäre in den Polarregionen, weshalb die Lichter vor allem dort zu sehen sind, in einer Höhe zwischen 100 und 200 Kilometern. Extreme Sonnenstürme können Polarlichter bis in die Tropen hinein leuchten lassen.
Das Wetter im Weltraum
Neben der galaktischen kosmischen Strahlung ist der Sonnenwind für die Erde der wichtigste Faktor des Weltraumwetters. Eigentlich ist der Sonnenwind ein gleichförmiges Phänomen, aber Sonneneruptionen können regelrechte Sonnenstürme erzeugen. Die wenigsten Sonnenstürme treffen die Erde, doch wenn sie das tun, ist es folgenreich. Die starke elektromagnetische Strahlung kann die Elektronik von Satelliten und der Raumstation ISS stören oder sogar zerstören. Deutlich wird das durch kurzzeitige Ausfälle von Navigationssystemen, Mobilfunk oder Rundfunk. Weniger präsent ist in der Öffentlichkeit, wie viele Systeme vom GPS und anderen Positionssystemen abhängig sind, darunter der Flugverkehr, Ölbohrungen und – aufgrund des Zeitsignals – der internationale Geldhandel.
Noch folgenschwerer ist, dass extreme Sonnenstürme in Überlandstromleitungen starke Ausgleichsströme erzeugen und Transformatoren zerstören können. Zuletzt gab es 1859 einen so starken Sonnensturm, wie er nach Überzeugung vieler Fachleute heute zu einem weltweiten, vielleicht mehrwöchigen Stromausfall und ebenso langem Internetausfall führen würde. 2012 verfehlte ein solcher Supersonnensturm die Erde nur knapp. Aktuell nimmt die Intensität des Sonnenwinds wieder zu und wird voraussichtlich 2025/26 ihren Höhepunkt im Sonnenzyklus überschreiten.
Klimawandel
Die Sonnenflecken – rund 1500 Grad kühlere Stellen der sonst 6000 Grad heißen Sonnenoberfläche – gelten als Maß für die Sonnenaktivität. Die Häufigkeit dieser Sonnenflecken variiert in einem rund elfjährigen Zyklus. Während eines Aktivitätsminimums gelangt weniger Sonnenstrahlung zur Erde, was die Oberflächentemperatur um bis zu 0,1 Grad Celsius absenken kann. Leugner des menschengemachten Klimawandels haben lange versucht, die Klimaerwärmung mit der Sonnenaktivität zu begründen.
Legt man jedoch den Verlauf der Sonnenaktivität, der Erdtemperatur und der CO2-Konzentration in der Atmosphäre übereinander, sieht man schnell, dass der heutige Klimawandel und die Sonnenstrahlung nicht zusammenhängen, wohl aber die Erderwärmung und das Treibhausgas Kohlendioxid. Wahr ist lediglich, dass die schwankende Sonnenintensität immer schon das Klima beeinflusst hat – jedoch in viel kleinerem Maße, als es der Mensch seit Jahrzehnten tut. Die Sonnenaktivität hat sich zudem in den vergangenen Jahrzehnten leicht abgekühlt, im Gegensatz zum Erdklima.
Nur in Maßen gesund
Ein Teil der Sonnenstrahlung ist UV-Licht. Es enthält viel Energie und kann das Erbgut in den Hautzellen schädigen. Zwar gibt es dagegen natürliche Reparaturmechanismen, doch ein zu langes Sonnenbad überlastet diesen Schutz und führt zu Reparaturfehlern. Aus einem solchen Fehler kann Hautkrebs entstehen. Auf der anderen Seite ist UV-Licht auf der Haut erforderlich, damit unser Körper Vitamin D bilden kann.
Eine ausreichende Menge Vitamin D entsteht in unseren Breitengraden, wenn man mit nackten Armen und Gesicht mittags etwa 20 bis 30 Minuten spazieren geht. Manche Fachleute raten daher dazu, von November bis April Vitamin D3 als Tabletten oder Tropfen einzunehmen. Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung hält das nur für Risikogruppen nach Absprache mit dem Arzt für sinnvoll. Ab wann ein Mangel gesundheitliche Folgen hat, ist umstritten. Sicher ist, dass ein längerfristiger starker Mangel an Vitamin D Knochenschäden erzeugen, den Kalziumstoffwechsel stören und Infekte sowie Stimmungsschwankungen fördern kann.
Ausdehnen und schrumpfen
Aktuell ist die Sonne ein Gelber Zwerg und rund 4,6 Milliarden Jahre alt. Mit etwa zwölf Milliarden Jahren wird sie sich in einen Roten Riesen verwandeln und bis in die Umlaufbahn der Venus ausdehnen. Die Erdoberfläche wird dann ein einziger Lava-Ozean sein. Circa 2,5 Milliarden Jahre später schrumpft die Sonne zu einem Weißen Zwerg von der Größe der Erde und strahlt nur noch sehr schwach – das aber möglicherweise für zig Milliarden Jahre, bevor sie als Schwarzer Zwerg erlischt.
