Die stille Bedrohung: Das Risiko von Bränden durch geomagnetische Stürme nach Sonneneruptionen verstehen

In den unendlichen Weiten des Weltraums stößt die Sonne Energiestöße in Form von Sonneneruptionen aus. Diese Eruptionen sind zwar faszinierend anzusehen, doch ihre Folgen reichen weit über die Grenzen des Weltraums hinaus und stellen eine erhebliche Gefahr für unseren Planeten dar, insbesondere in Form von geomagnetischen Stürmen.

Es mag wie eine Verschwörungstheorie klingen, aber die Sonnenaktivität kann bei einigen Patienten sowohl den Blutdruck als auch die psychische Gesundheit beeinflussen: Mehrere kleinere universitäre Forschungsstudien deuten darauf hin, dass Notaufnahmen während starker geomagnetischer Stürme häufig stärker belastet sind als normal.

Bildnachweis: (Titelbild oben) Foto der Sonne mit Informationen darüber, wie lange es dauert, bis die Sonnenmasse die Erde erreicht. Illustration des britischen Ministeriums für Wirtschaft, Innovation und Kompetenzen.

Text von Bjorn Ulfsson

Von Kopfschmerzen bis zu Herzinfarkten, Schlaganfällen und Bränden

Geomagnetische Stürme sind für den Menschen normalerweise harmlos, da wir durch die Erdatmosphäre geschützt sind . Es kommt jedoch häufig vor, dass sich die einen in der Hoffnung, Polarlichter zu sehen, in ihren Betten wälzen und nicht schlafen können, weil sie während dieser Sonnenereignisse Kopfschmerzen haben.

DieWissenschaftler sind sich uneins über die Ursachen dieser Gesundheitsprobleme bei einem kleinen Teil der Bevölkerung, in der Regel Personen, die besonders anfällig für Herzinfarkte, Schlaganfälle oder psychische Störungen sind.

Während die Auswirkungen geomagnetischer Stürme auf Strom- und Kommunikationsnetze gut dokumentiert sind, lauert unter der Oberfläche eine weitere Gefahr: das erhöhte Risiko von Bränden aufgrund elektrischer Induktion in Strom- und Kommunikationskabeln.

Geomagnetische Stürme entstehen, wenn Sonneneruptionen riesige Mengen geladener Teilchen in den Weltraumentlassen, von denen einige auf die Erde gerichtet sind. Wenn diese Teilchen mit dem Magnetfeld unseres Planeten interagieren, können sie starke elektrische Ströme in der Atmosphäreinduzieren und technische Systeme auf der Erde stören.

1859 gerieten Telegrafendrähte durch Sonneneruptionen in Brand

Das Carrington-Ereignis, ein starker geomagnetischer Sturm, der sich 1859 ereignetedient als historischer Präzedenzfall für das Verständnis des potenziellen Brandrisikos im Zusammenhang mit Sonneneruptionen und geomagnetischen Störungen. Während dieses Ereignisses induzierte die starke geomagnetische Aktivität elektrische Ströme in Telegrafenleitungen, die weit verbreitete Störungen verursachten und in einigen Fällen Brände in Telegrafenbüros durch Überhitzung auslösten. Das Carrington-Ereignis verdeutlicht die Anfälligkeit der elektrischen Infrastruktur für geomagnetisch induzierte Ströme (GICs) und unterstreicht das Potenzial für Brandausbrüche als Folge von Sonnenstürmen.

Mind4Survival.com schrieb im September 2022, dassdas Datum für das Carrington-Ereignis der 1. September 1859 war . Die Geschichte begann mit einem 33-jährigen Brauereibesitzer, der sich für Astronomie interessierte und Sonnenflecken in sein Notizbuch skizzierte. DerName des Mannes ist Richard Carrington, und obwohl er es noch nicht weiß, wird er bald in die Geschichtsbücher eingehen.

Um 11:18 Uhr an jenem Morgen sieht Carrington plötzlich einen blendenden Lichtstrahl, der von der Sonne ausgeht. Fassungslos verfolgte er den ungewohnten Anblick und dachte über seine Bedeutung nach. Doch erst am nächsten Tag wird das ganze Ausmaß der Sonnenaktivität deutlich, und Carrington beginnt, die irdischen Auswirkungen zu begreifen.

Der gewaltige Sonnensturm, das Carrington-Ereignis, war im Gange.

Carringtons Sonnensturm erhellt den Nachthimmel Mitten in der Nacht erstrahlt der Himmel in einem nie dagewesenen Glanz, der Menschen und Tiere gleichermaßen täuscht. In South Carolina wachen die Bewohner auf und glauben fälschlicherweise, dass die Sonne aufgeht, um dann festzustellen, dass es noch mitten in der Nacht ist.

Vögel sangen mitten in der Nacht

Auch die Singvögel begannen ihre Melodien zu singen, getäuscht von der unnatürlichen Helligkeit. Doch was noch schlimmer ist: Menschen auf der ganzen Welt fragen sich, ob dieses Himmelsspektakel den Anfang vom Ende markiert, da lebhafte Polarlichter den Himmel in Regionen zieren, in denen noch nie ein Nordlicht zu sehen war.

Bei Einbruch der Dämmerung haben Telegrafenbetreiber weltweit mit der Unfähigkeit zu kämpfen, Nachrichten zu senden oder zu empfangen. Spontane Brände brechen an verschiedenen Orten in Telegrafenstationen aus, und es gibt Berichte über Mitarbeiter, die einem Stromschlag erlegen sind.

Ohne es zu wissen, ist diese Generation Zeuge eines historischen Ereignisses geworden - des Carrington-Ereignisses, auch bekannt als "Großer Polarlichtsturm".

Viele haben sich gefragt, wie unsere moderne Gesellschaft mit ihrer viel empfindlicheren Technologie einem solchen Ereignis standhalten würde. Könnten die elektrischen Leitungen in unseren Häusern Feuer fangen? Werden Computerserver und das Internet ausfallen? Würden Handys und andere Kommunikationsmittel ausfallen?

Finnische Studie über Baumringe liefert Informationen über historische Sonnenstürme

Earth.com schreibt über eine finnische Studie, in der Forscher einen neuen Weg gefunden haben, die Auswirkungen von Sonnenstürmen auf die Erde zu untersuchen, indem sie die Radiokohlenstoffkonzentration in Baumringen analysiert haben.

Die Studie wurde von einer Forschungsgruppe durchgeführt, die von der Universität Helsinki koordiniert wurde, in Zusammenarbeit mit dem Natural Resources Institute Finland(Luke) und der Universität Oulu.

Das Team konnte einen Anstieg der Radiokohlenstoffkonzentration in Bäumen aus Lappland, Finnland, nach dem Carrington-Ereignis von 1859, einem der größten aufgezeichneten Sonnenstürme der letzten zwei Jahrhunderte, feststellen.

Die Verbindung zwischen geomagnetischen Stürmen und Bränden besteht darin, dass sie elektrische Ströme in leitenden Materialien wie Stromleitungen, Pipelines und anderen Infrastrukturen induzieren können. Bei starken geomagnetischen Stürmen können diese induzierten Ströme durch Stromleitungen, Transformatoren und andere elektrische Geräte fließen und zu Überhitzung, Lichtbögen und schließlich zu Bränden führen.

Eine der größten Bedrohungen besteht in Regionen mit ausgedehnter elektrischer Infrastruktur, z. B. in Umspannwerken und Verteilungsnetzen. Der plötzliche Zustrom geomagnetisch induzierter Ströme (GICs) kann Transformatoren und andere kritische Komponenten überfordern und zu Fehlfunktionen oder katastrophalen Ausfällen führen.

Gefahr von spontanen Waldbränden in trockenen Gebieten

In einigen Fällen kann die durch diese elektrischen Anomalien erzeugte starke Hitze dieumliegende Vegetation oder Strukturen entzünden und Waldbrände auslösen, die sich in gefährdeten Landschaften schnell ausbreiten.

Darüber hinaus ist die Gefahr von Bränden infolge geomagnetischer Stürme nicht auf die terrestrische Infrastruktur beschränkt. Im Weltraum sind Satelliten und Raumfahrzeuge anfällig für die Auswirkungen von Sonneneruptionen und daraus resultierenden geomagnetischen Störungen. Elektrische Systeme an Bord dieser Raumfahrzeuge können aufgrund der induzierten Ströme Störungen oder Schäden erleiden, die zu Überhitzung und in extremen Fällen zu Feuerausbrüchen führen können.

Die Wahrscheinlichkeit eines katastrophalen Brandes, der durch einen geomagnetischen Sturm ausgelöst wird, mag zwar gering erscheinen, doch die Geschichte bietet ernüchternde Beispiele für die möglichen Auswirkungen. Das Carrington-Ereignis von 1859 beispielsweise war einer der stärksten geomagnetischen Stürme, die jemals aufgezeichnet wurden, und führte zu weitreichenden Störungen der Telegrafensysteme, die Berichten zufolge aufgrund der induzierten Ströme Brände in Telegrafenbüros auslösten.

In den letzten Jahren haben Wissenschaftler und politische Entscheidungsträger ihre Bemühungen verstärkt, die von geomagnetischen Stürmen ausgehenden Risiken zu verstehen und zu mindern. Verbesserte Überwachungs- und Frühwarnsysteme liefern den Betreibern von Energieversorgungsunternehmen und den Notfalleinsatzkräften wichtige Warnungen, so dass sie proaktiv Maßnahmen zum Schutz kritischer Infrastrukturen und zur Minderung möglicher Schäden ergreifen können.

Regierungen und einige Feuerwehren beginnen, sich auf den schlimmsten Fall vorzubereiten

Das britische Department forBusiness Innovation & Skills schreibt in seinem Weißbuch Space Weather Preparedness Strategy, dass es drei Hauptkomponenten des Weltraumwetters gibt:

• Sonneneruptionen
• Solare energiereiche Teilchen; und
• koronale Massenauswürfe

Jede dieser Komponenten hat das Potenzial, Auswirkungen auf die Erde zu verursachen, und sie können einzeln oder in einer Kombination auftreten, die das Potenzial hat, ein breiteres Spektrum an schädlichen Auswirkungen auf lebenswichtige Infrastrukturen zu verursachen.

Der Nationale Wetterdienst der USA rät auf seiner Homepage, sich in ähnlicher Weise vorzubereiten wie auf andere Naturkatastrophen: Füllen Sie Wasserflaschen aus Plastik auf und bewahren Sie etwas Bargeld zu Hause auf, falls das Bankensystem zusammenbricht.

Darüber hinaus ermöglichen Fortschritte in der Weltraumwettervorhersage und -modellierung genauere Vorhersagen der Intensität geomagnetischer Stürme und ihrer möglichen Auswirkungen, was wertvolle Erkenntnisse für die Risikobewertung und die Katastrophenvorsorge bietet.

FEMA und Homeland Security schreiben in ihrem Whitepaper Federal Operating Concept for Impending Space Weather Events fr May 2019, dass Weltraumwetterereignisse wie Sonneneruptionen, energetische Teilchen der Sonne und geomagnetische Störungen regelmäßig auftreten und messbare Auswirkungen auf kritische erdgebundene Infrastrukturen wie das Global Positioning System (GPS), Satellitenbetrieb, Kommunikation, Luftfahrt und das Stromnetz haben könnten .

"Space Weather"-Sturmwarnungen geben uns ein bis drei Tage Zeit, uns vorzubereiten.

Der Haken an der Sache ist: Wir haben in der Regel nur 24 bis 72 Stunden Zeit, bevor eine starke Sonneneruption beobachtet wird und das Sonnenplasma in Form eines geomagnetischen Sturms auf die Erde trifft. Oftmals verfehlt ein vorhergesagter Sturm die Erde, oder er wird auf dem Weg von der Sonne abgeschwächt. Wir wissen jedoch nie genau, wie stark ein geomagnetischer Sturm sein wird, bis er auftritt.

BreadandButterScience.com schreibt in ihrem White Paper Solar storm disaster preparedness plan , dass die Vorhersage der Stärke eines Sonnensturms keine exakte Wissenschaft ist. Tatsächlich steckt die Wissenschaft noch in den Kinderschuhen.

Dakota Duncan (Feuerwehrmann und Rettungssanitäter von Beruf) CEM, MPH, Direktor für Notfallmaßnahmen bei APTIM.com schreibt über das bevorstehende Sonnenmaximum des aktuellen 12-jährigen Sonnenzyklus. Angesichts der potenziellen Auswirkungen von Sonnenstürmen auf unser Notfallmanagement gibt er Einblicke in das sich nähernde Sonnenmaximum und seine Auswirkungen auf Bereitschafts- und Reaktionsstrategien.

APTIM ist spezialisiert auf Resilienz und Infrastrukturlösungen als auch auf Umwelt- und Nachhaltigkeitslösungen.

Derzeit stützt sich unser Schutz vor Sonnenstürmen in hohem Maße auf Überwachungssysteme wie den Advanced Composition Explorer und den DSCOVR-Satelliten (Deep Space Climate Observatory). Diese Systeme bieten wichtige, aber begrenzte Warnungen, da sie nur ein kurzes Zeitfenster - bis zu einer Stunde - vor einem möglichen Einschlag bieten. In diesem Zeitrahmen können kritische Infrastrukturen teilweise abgeschaltet werden, wenn sie angemessen vorbereitet sind.

Die Fortschritte im Bereich der künstlichen Intelligenz (KI ) versprechen jedoch, unsere Vorhersagefähigkeiten zu verbessern. Initiativen wie das Frontier Development Lab, das KI zur Vorhersage von Sonnenstürmen einsetzt, zeigen vielversprechende Ergebnisse. Das KI-Modell, das auf der Grundlage historischer Sonnenexplorationsdaten trainiert wurde, kann drohende Sonnenstürme bis zu 30 Minuten im Voraus vorhersagen und bietet damit möglicherweise mehr Reaktionszeit.

Die Zusammenarbeit mit der NASA, dem US Geological Survey, dem Energieministerium und anderen Partnern unterstreicht die Bedeutung dieser Entwicklung. Der Open-Source-Charakter des KI-basierten Vorhersagesystems ermöglicht die Anpassung und Integration in den Betrieb kritischer Infrastrukturen und stellt eine potenzielle Verteidigungsschicht gegen drohende Sonnenstörungen dar.

Wie man sich vorbereitet: Vorhersagen über das bevorstehende Sonnenmaximum sind kompliziert und mit Unsicherheiten behaftet. Die Möglichkeit geomagnetischer Stürme und ihrer Folgen besteht zwar, ist aber derzeit kein Grund zu großer Sorge. Dennoch ist es wichtig, dass Einzelpersonen und Familien grundlegende Vorbereitungen für die möglichen Auswirkungen eines längeren Internetausfalls treffen. Dazu gehören:

1. Bereitstellung von alternativen Kommunikationsmitteln wie Festnetztelefonen und Notfunkgeräten.
2. Einrichten von im Voraus vereinbarten Treffpunkten für den Fall einer Trennung.
3. Anlegen eines Vorrats an wichtigen Gegenständen und Aufbewahrung gedruckter Kopien wichtiger Dokumente.
4. Einen Backup-Plan für kritische elektronische Transaktionen haben.

Wachsam bleiben, vorbereitet sein, aber nicht in eine Katastrophe verfallen

Obwohl die Möglichkeit eines bedeutenden Sonnensturms besteht, ist es wichtig zu betonen, dass es sich nicht um eine unmittelbar bevorstehende Krise handelt. Wenn Sie jedoch proaktive Maßnahmen ergreifen und auf dem Laufenden bleiben, können Sie unvorhergesehene Probleme besser bewältigen. Wachsam bleiben!

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Sonneneruptionen und geomagnetische Stürme mit ihren himmlischen Erscheinungen zwar die Fantasie beflügeln können, dass aber ihre irdischen Folgen sorgfältige Aufmerksamkeit und Vorsorge erfordern.

Wenn wir die Risiken von Bränden infolge geomagnetischer Störungen verstehen und in proaktive Maßnahmen zum Schutz kritischer Infrastrukturen investieren, können wir die Auswirkungen dieser stillen Bedrohungen abmildern und die Widerstandsfähigkeit unserer technologischen Zivilisation angesichts der Herausforderungen des Weltraumwetters sicherstellen.