Gewittertheorie
Kosmische Strahlungsstürme zünden Blitze
Von Axel Bojanowski | SPIEGEL-ONLINE
Was löst Blitze aus? Mit bis zu 360 Millionen km/h schießen die superheißen Himmelsfackeln aus Gewitterwolken, bisher galten gewaltige Winde als Ursache. Eine neue Studie stützt nun eine überraschende Theorie: Stürme aus dem All könnten eine fatale Kettenreaktion entfachen.
Ein lebensgefährliches Experiment vor mehr als 250 Jahren lieferte die grundlegende Erkenntnis über Blitze: 1752 ließ der Naturkundler und Politiker Benjamin Franklin in den USA einen Drachen an einer Metallschnur in eine Gewitterwolke steigen. Als Funken schlugen, erkannte Franklin: Blitze sind ein elektrisches Phänomen.
Andere Forscher starben bei ähnlichen Experimenten an Stromschlägen. Doch trotz der todesmutigen Einsätze und moderner Satelliten weiß man heute nicht viel mehr über die Ursache der 30.000 Grad heißen Himmelsfackeln als zu Franklins Zeiten. Jetzt liefern Forscher eine neue Theorie, wie Blitze entstehen: Strahlung aus dem All könnte die Starkstromschleudern zünden, berichten russische Forscher im Fachblatt "Physical Review Letters".
Das große Rätsel seit Franklins Zeiten lautet: Wie entstehen die gewaltigen elektrischen Spannungen in der Luft? Welche Kräfte trennen positiv und negativ geladene Teilchen, so dass Starkstrom mit 360 Millionen km/h durch die Luft schießt? Messungen haben ergeben, dass Gewitterwolken im unteren Bereich negativ, im oberen positiv geladen sind. Je größer der Unterschied, desto stärker die Spannung - und desto heftiger die Blitze.
Schock am Fallschirm
Gewaltiger Auftrieb galt bislang als Erklärung dafür, dass sich geladene Luftteilchen trennen: Winde peitschen Regentropfen und Eispartikel in einer Gewitterwolke mit 200 km/h nach oben wie durch einen Kaminschlot. Die Teilchen reiben aneinander, dabei werden positiv und negativ geladene Teilchen auseinander gerissen - so die gängige Theorie aus den Lehrbüchern.
Welche Kraft die Aufwinde haben, musste mancher Fallschirmspringer erfahren: 1982 wurde der Australier Rick Collins fast 4000 Meter hoch gerissen. Er warf als letzte Rettung seinen Fallschirm ab, stürzte im freien Fall durch die Wolke, zog in gut 400 Meter Höhe seinen Reserveschirm - und landete sicher unter tosendem Gewitter.
Dass die Aufwinde aber tatsächlich die elektrische Spannung erzeugen, wurde nie bewiesen. Die Forscher Alex Gurevich von der Russischen Akademie der Wissenschaften und Anatoly Karashtin vom Radiophysikalischen Forschungsinstitut Nischni Nowgorod präsentieren nun erstmals einen Beleg für eine andere Theorie: Strahlung aus dem All löst demnach Blitze aus - Winde wären nicht entscheidend.
Wolke im Teilchensturm
Ihrer Theorie zufolge bilden kilometerhohe Gewitterwolken ein perfektes Ziel für das Bombardement geladener Partikeln von der Sonne, das auf die Erde prasselt: Teilchenstürme reißen demnach Wolkenpartikel auseinander, wodurch eine zerstörerische Kaskade ausgelöst wird: Negativ geladene Partikel schießen wie Geisterfahrer umher, rammen Regentropfen, zerfetzen sie, so dass weitere abertausend geladene Teilchen entstehen. Erreicht die Wolke mehrere zehntausend Volt, gleichen Blitze die Spannung aus.
Die Hypothese ist nicht neu, auch andere Forscher hielten sie für plausibel, jedoch fehlten bislang Beweise. Würde die Theorie stimmen, müssten vor einem Blitz kurze Pulse von Radiowellen zu Boden schießen, die durch die Kaskade der kosmischen Strahlung ausgelöst würden, hatten Gurevich und Karashtin erkannt. Und tatsächlich: Die Analyse von 3800 Blitzen über Russland und Kasachstan habe nun ergeben, dass Gewitterwolken vor Blitzen Hunderte Radiowellen-Signale losschicken.
"Eine interessante Beobachtung", findet Julian Rautenberg, Astrophysiker an der Universität Wuppertal, der das Phänomen ebenfalls erforscht. Jetzt müsse aber noch bewiesen werden, ob die Radiowellen tatsächlich von kosmischer Strahlung ausgelöst würden. Die Studie habe nicht untersucht, ob den Blitzen stärkere Schauer kosmischer Strahlung vorausgegangen seien, ergänzt sein Kollege Karl-Heinz Kampert von der Uni Wuppertal. Möglich sei also, dass die Radiowellen eine andere Ursache hätten.
Ein physikalisches Großexperiment am Pierre-Auger-Observatorium in der gebirgigen Einöde Argentiniens soll das Rätsel lösen: Dort sind die Wuppertaler Forscher am Aufbau eines großen Antennenfelds beteiligt, das kosmische Strahlung in hoher Genauigkeit messen soll. Die Hoffnung steigt, dass das Geheimnis der Blitze gelöst wird, bevor sich die Experimente von Benjamin Franklin zum 300. Mal jähren.
http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/gewitter-theorie-kosmische-strahlung-koennte-blitze-ausloesen-a-898499.html