• vom 18.06.2010, 14:17 Uhr

Kompendium

Update: 18.06.2010, 14:19 Uhr

Wissenschaft

Warnzeichen aus Richtung Nord




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Von Christian Pinter

  • Seit genau 125 Jahren bieten "leuchtende Nachtwolken" Einblick in die Mesosphäre, das kälteste Reich der Erdatmosphäre.

In Schottland sind leuchtende Nachtwolken ein vertrauterer Anblick als bei uns. Foto: Pinter

In Schottland sind leuchtende Nachtwolken ein vertrauterer Anblick als bei uns. Foto: Pinter

Java, am 27. August 1883: Der Vulkan Krakatau vor der Westküste dieser Rieseninsel verschwindet in der Folge etlicher rascher gigantischer Detonationen. Die "Wiener Zeitung" berichtet davon schon am nächsten Tag. Und bald wird auch die Dimension des Desasters deutlich: "Soweit sich das angerichtete Unheil bis jetzt überblicken lässt, fanden an hunderttausend Menschen, teils im Meere, teils in den Lavaströmen, dann durch den Steinregen und unter den einstürzenden Häusern den Tod."


Die Druckwelle der ungeheuren Explosion läuft um den ganzen Globus. Rekordmassen vulkanischer Asche folgen, verteilen sich weltweit in der Atmosphäre. Der Himmel glüht nach Sonnenuntergang in furchterregendem Rot, auch über Europa. Es war wohl dieser Aufschrei der Natur, der den norwegischen Expressionisten Edvard Munch zu seinem berühmtesten Gemälde inspirierte: "Der Schrei".

Unvertraute Wölkchen

Die staubgetrübte Lufthülle sorgt jahrelang für außergewöhnlich farbige Dämmerungserscheinungen. Auf diese Weise erhalten Forscher einen höchst willkommenen Einblick in den Aufbau der noch rätselhaften höheren Atmosphäreschichten. Einer der neugierigsten Wissenschafter jener Zeit ist der 47-jährige Otto Jesse, Mitarbeiter der Königlichen Sternwarte in Berlin. Im Juni 1885 erblickt er längere Zeit nach Sonnenuntergang völlig unvertraute, weißsilbrige Wölkchen. Sie ähneln Federwolken. Doch Cirren schweben meist bloß in acht bis zwölf Kilometer Höhe und könnten sich daher bestenfalls als dunkle Silhouette vor dem Dämmerungsblau abzeichnen. Die neuen hellen Wolken müssen also, dies erkennt Jesse sofort, sehr weit über den altbekannten Cirren thronen - so hoch, dass sie noch von den letzten Strahlen der Sonnen getroffen werden.

Die "Wiener Arbeitsgemeinschaft für Astronomie" sammelt Sichtungen von "leuchtenden Nachtwolken" (www.waa.at). Foto: Pikhard

Die "Wiener Arbeitsgemeinschaft für Astronomie" sammelt Sichtungen von "leuchtenden Nachtwolken" (www.waa.at). Foto: Pikhard Die "Wiener Arbeitsgemeinschaft für Astronomie" sammelt Sichtungen von "leuchtenden Nachtwolken" (www.waa.at). Foto: Pikhard

Gemeinsam mit Sternwartedirektor Wilhelm Foerster entwickelt Jesse ein Beobachtungsprogramm für die "Leuchtenden Nachtwolken" (englisch: "Noctilucent Clouds", kurz NLCs). Die Vermessung von Fotoplatten, gleichzeitig an unterschiedlichen Orten belichtet, verrät ihre Flughöhe von gut 80 Kilometern. Rasch erklärt man die neuen Wolken mit der hochfliegenden Krakatau-Asche; auch, weil sie sich später immer seltener zeigen. Nach Jesses Tod im Jahr 1901 verliert sich das Interesse an ihnen.

Sieben Jahre später rufen sich NLCs wieder in Erinnerung. Nach dem 30. Juni 1908 sind sie so hell, dass man in England nächtens Zeitung lesen kann. Erst später wird klar: Am Morgen dieses Tags hat sich erneut eine heftige Explosion ereignet, diesmal in Sibirien. Offenbar zerriss es einen 50 bis 80 Meter kleinen, marodierenden Himmelskörper knapp über der Steinigen Tunguska. Gas und Staub stiegen hoch in die Atmosphäre auf und erreichten binnen kurzer Zeit Nordwesteuropa.

1957, im "Internationalen Geophysikalischen Jahr", wird die Beobachtung der NLCs konsequent vorangetrieben. Gleichzeitig beginnt die Ära der Raumfahrt. Bald schießen Raketen durch das bizarre hohe Wolkenreich, um es vor Ort zu erforschen. Schließlich gucken sogar Raumfahrer vom Orbit aus auf die leuchtenden Gebilde herab. Mitunter sehen sie dabei ihre eigenen "Auspuffgase". Denn der beim Aufstieg des Space Shuttle reichlich produzierte Wasserdampf kann von kräftigen Luftturbulenzen gepackt und innerhalb weniger Stunden in die Polargebiete verfrachtet werden. Doch Shuttle- und Raketenstarts sind sicherlich bloß für einen Teil der NLCs verantwortlich.

In Schottland sind leuchtende Nachtwolken ein vertrauterer Anblick als bei uns. Foto: Pinter

In Schottland sind leuchtende Nachtwolken ein vertrauterer Anblick als bei uns. Foto: Pinter In Schottland sind leuchtende Nachtwolken ein vertrauterer Anblick als bei uns. Foto: Pinter

Forscher unterteilen die Atmosphäre in mehrere Stockwerke. Wir residieren ganz unten, im Souterrain der Troposphäre, in der Wetterküche der Erde. Der dritte Stock wird "Mesosphäre" genannt und erstreckt sich von etwa 50 bis 85 Kilometer Höhe. An seinem Plafond, der Mesopause, ist die Luft zehntausendmal dünner als bei uns auf Erden. Und dort herrscht zudem eine brutale Kälte. Über der Arktis fällt das Thermometer auf minus 143 Grad Celsius, und zwar paradoxerweise im Sommer. Im Winter ist es um 60 Grad "wärmer".

Treibhausgase wie Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid und Methan heizen unsere Etage des Atmosphärengebäudes auf. Im dritten Geschoß hingegen wird die gefangene Energie munter in den Weltraum abgestrahlt: daher die enorme Kälte. Sie ist Voraussetzung dafür, dass Wasserdampf dort sommers zu Eis erstarren kann. Eine weitere Bedingung ist das Vorhandensein fester Kerne, auf denen der Dampf kondensiert. Vulkanstaub vermag diese Funktion nur sporadisch zu erfüllen, normalerweise ist es kosmischer Staub. Der fällt tagtäglich tonnenweise aus dem All ein. Seine Teilchen stammen von Kometen, die sich in Sonnennähe aufgelöst haben, oder von Kleinplaneten, die miteinander kollidiert sind. Kosmische Eindringlinge von Millimetergröße verdampfen in der Mesosphäre - wir sehen dann Sternschnuppen. Die allerwinzigsten überleben jedoch und schweben nach kurzer Erwärmung recht gemütlich durch die Luft.

Der Wasserdampf tut sich schwer, aus unserer Troposphäre in die Mesosphäre aufzusteigen. Er kann sich dort droben aber auch aus Methan bilden, das vom UV-Licht der Sonne getroffen wird. Trotzdem bleibt es hundert Millionen Mal trockener als in der Sahara. Der rare Wasserdampf lagert sich auf den Staubpartikeln ab und erstarrt dabei zu Eis. Jedes Eisteilchen ist tausendmal kleiner als der Querschnitt eines Menschenhaares. Gewinnt so ein Partikel nämlich an Gewicht, sinkt es ab und verdampft in den tieferen, schon etwas wärmeren Mesosphäreschichten.

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Dokument erstellt am 2010-06-18 14:17:11
Letzte Änderung am 2010-06-18 14:19:00



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