Unsere elektrische Erde
Erdaufgang vom Mond aus gesehen. (Bild: NASA)
Hier erfahren Sie bald:
– Wie Elektrizität die Erde beeinflusst
– Was Polarlichter sind und wie sie verursacht werden
– Welche Abläufe von Elektriztät gesteuert werden
Unsere Erde ist elektrisch!
Polarlichter, die wunderschönen tanzenden Lichterscheinungen in der Nähe des Nord- und Südpols, erscheinen auf allen Planeten. Sie sind auf die Birkeland-Ströme zurückzuführen, welche die Planeten jeweils an den Polregionen direkt mit der Sonne verbinden (Birkeland-Ströme siehe Kapitel Plasma als Grundlage). Auf der Erde treten die Polarlichter in einer Höhe zwischen etwa 100 und 250 km auf. Auf der Nordhemisphäre werden sie Nordlichter oder Aurora Borealis genannt, auf der Südhemisphäre entsprechend Südlichter oder Aurora Australis.
Zusätzlich bewegen sich die Planeten mit ihren je eigenen Plasmasphären (Plasmahüllen, welche die Planeten umgeben und durch die jeweiliege Magnetosphäre als Double-Layer gegen die Plasmasphäre der Sonne trennen) in der Plasmasphäre der Sonne. Hier tritt ein grossflächiger Austausch an elektrischer Ladung, Energie und Information zwischen Erde und Umgebung auf.
Zwischen der Ionosphäre und der Erdoberfläche herrscht ein elektrisches Potential von 240'000 Volt, manchmal sogar über 400'000 Volt.
Der norwegische Physiker Kristian Birkeland (1867-1917) hatte in seinem Labor ein Modell der Erde – er nannte sie Terrella – nachgebildet und konnte im kleinen Massstab Polarlichter erzeugen.
Die Birkeland-Ströme an den Polen sind im Prinzip immer vorhanden, sie variieren aber je nach Sonnen-Aktivität in der Stärke, und die Richtung kann ändern. Überschreitet die Stromdichte eine bestimmte Schwelle, so schaltet das Plasma vom Dunkel- in den Glüh-Modus, und das Licht-Spektakel beginnt. Je nach Höhe und den beteiligten Atomen – hauptsächlich Sauerstoff und Stickstoff – leuchtet das Polarlicht in grünen, eher rötlichen oder blauen Farbtönen.
Der Ladungsaustausch und insbesondere die starken Birkeland-Ströme an den Polen sind auch für Wettererscheinungen und das Klima verantwortlich. Diese Aussage gilt für alle Planeten, nicht nur die Erde! So ist die aktuelle Erwärmung des Erdklimas auf anderen Planeten ebenfalls zu beobachten – mehr dazu im Kapitel Wetter & Klima.
