In der Nacht auf Mittwoch war in einigen Regionen Mitteleuropas ein seltenes Naturschauspiel zu sehen: Ein Nordlicht sorgte am Nachthimmel für ungewöhnliche Farberscheinungen. Auch der Wettertechniker der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG) am Sonnblick-Observatorium, Hermann Scheer, beobachtete das Nordlicht: „Ich wusste von dem starken Sonnensturm und der hohen Wahrscheinlichkeit für ein Nordlicht. Kurz nach 21 Uhr war dann auch wirklich mit freiem Auge ganz schwach die Verfärbung am Himmel erkennbar. Daraufhin habe ich die Kamera auf den entsprechenden Lichtbereich eingestellt und konnte einige Fotos vom Nordlicht über dem Sonnblick machen.”
Stärkster Sonnensturm des aktuellen Sonnenzyklus
Der Grund für das Nordlicht über Mitteleuropa war ein ungewöhnlich heftiger Sonnensturm, sagt der Geomagnetik-Experte der ZAMG Roman Leonhardt: „Das war der schwerste Sonnensturm des momentanen Sonnenzyklus, der 2008 begonnen hat und jetzt sein Maximum erreicht. Von einem Sonnensturm spricht man, wenn bei einem der regelmäßigen Ausbrüche auf der Sonne große Mengen geladener Teilchen ins Weltall geschleudert werden. Erreicht dieses Plasma die Erde, deformiert es unser Magnetfeld. Dabei können Nordlichter entstehen und in Extremfällen auch Störungen in der Telekommunikation und in Stromnetzen. Der momentane Sonnensturm ist übrigens noch nicht zu Ende. Nordlichter sind dann aber eher nur noch im Norden Europas zu erwarten.”
Sonnenstürme und Erdmagnetfeld
Die Auswirkung von Sonnenstürmen, die sogenannte Geoeffektivität, hängt davon ab, wie genau die geladenen Teilchen auf das Erdmagnetfeld treffen. Die Geoeffektivität ist bisher nicht vorherzusagen und kann erst durch Messungen beim Eintreffen des Sonnensturmes auf der Erde bestimmt werden. Die ZAMG betreibt eines der weltweit modernsten Observatorien zur Messungen und Erforschung des Erdmagnetfeldes und zahlreicher weiterer geophysikalischer Eigenschaften. Das Conrad-Observatorium befindet sich in Niederösterreich, ca. 50 Kilometer südwestlich von Wien und ist größtenteils unterirdisch angelegt.
Das Magnetfeld und seine Schwankungen
Das Magnetfeld der Erde entsteht durch Dynamo-Prozesse im Erdkern und bildet einen Schutzschirm gegen energiereiche kosmische und solare Strahlung. Dieses Feld schwankt in Stärke und Richtung auf unterschiedlichsten Zeitskalen, von Sekunden bis Jahrmillionen. Die bedeutendsten Schwankungen sind vollständige Umkehrungen des Erdmagnetfeldes bei denen die Feldstärke um über 90 Prozent abnimmt und vorübergehend sehr komplexe Feldzustände auftreten. Solche starken Änderungen gab es häufig in der Erdgeschichte, die letzte Feldumkehr vor 774 000 Jahren. Aber auch das heutige Feld zeigt signifikante Änderungen und Schwankungen.
Seit 200 Jahren Feldvariationen bestimmt
Seit etwa 200 Jahren werden diese Feldvariationen durch weltweit verteilte erdmagnetische Observatorien bestimmt. In Österreich wurden diese Variationen von Beginn an durch die ZAMG aufgezeichnet, ursprünglich gegründet als „Centralanstalt für Meteorologie und Erdmagnetismus”. Am Conrad Observatorium in Niederösterreich werden diese Messungen mit extrem hoher Genauigkeit fortgesetzt. Durch die lange Zeitreihe an magnetischen Messungen wurden einige Besonderheiten des Erdmagnetfeldes erkannt. Auffallend ist ein signifikanter Abfall der Magnetfeldstärke seit dem 18. Jahrhundert. Das Dipolmoment des Erdmagnetfeldes nahm in diesem Zeitraum um mehr als 10 Prozent ab. Auch die Richtung des Magnetfeldes änderte sich deutlich, zum Beispiel die Deklination (Unterschied zwischen geografischer und magnetischer Nordrichtung) in Europa um etwa 20 Grad. Die Messungen am Conrad Observatorium dienen auch dazu, die Ursachen und Konsequenzen dieser Veränderungen zu hinterfragen.
