Das Nordlicht gilt als eine der spektakulärsten und einzigartigsten Attraktionen des Polarkreises. Jeden Winter strömen Horden von Touristen in die Arktis, um zu beobachten, wie Polarlichter den Nachthimmel in einer atemberaubenden Farbenvielfalt erleuchten. Während die Wissenschaft des Nordlichts in den letzten Jahren bekannter geworden ist, sind sich viele potenzielle Touristen der Einzelheiten der Entstehung des Nordlichts nicht bewusst. Eine Sache, die gesagt werden kann, ist, dass die Magnetosphäre der Erde für die Erzeugung von Auroren von entscheidender Bedeutung ist.
Das Nordlicht entsteht durch Wechselwirkungen zwischen Erde und Sonne, insbesondere durch die Magnetosphäre der Erde. Lesen Sie weiter, um mehr über die Magnetosphäre und ihre Bedeutung für das Leben auf der Erde zu erfahren.
Die Magnetosphäre und das Nordlicht
Die Magnetosphäre ist eine Schutzblase um die Erde, die vom Magnetfeld des Planeten erzeugt wird. Während der Weltraum leer zu sein scheint, ist er voller kosmischer Strahlung und anderer Partikel, die für das Leben schädlich sind. Die Magnetosphäre lenkt oder neutralisiert die kosmische Strahlung, schützt die Erde und lässt Menschen und andere Lebensformen auf ihrer Oberfläche existieren.
Eine besondere Art der kosmischen Strahlung ist der Sonnenwind, ein Begriff, der für die Partikel verwendet wird, die von der Sonne konstant emittiert werden. Während die meisten wissen, dass die Sonne Licht erzeugt und Pflanzen wachsen und Tiere leben können, ist Sonnenwind für das Leben aktiv schädlich. Der Sonnenwind wird zusammen mit anderen Strahlungsarten regelmäßig von der Magnetosphäre abgelenkt.
Was hat das mit dem Nordlicht zu tun? Wenn Sonnenwind auf Teile der Magnetosphäre in der Erdatmosphäre auftrifft, kommt er mit Luftpartikeln in Kontakt. Alle Materie besteht aus Atomen, die aus Protonen (die eine positive elektrische Ladung tragen), Neutronen (die keine Ladung tragen) und Elektronen (die eine negative Ladung tragen) bestehen. Protonen und Neutronen befinden sich im Kern, der das Zentrum des Atoms ist, während Elektronen auf ähnliche Weise um den Kern kreisen wie der Mond um die Erde oder die Erde um die Sonne.
Wenn von der Sonne emittierte geladene Teilchen mit der Atmosphäre in Kontakt kommen, regt die resultierende Reaktion die Luftteilchen an und bewirkt, dass sich Elektronen in Bahnen mit höherer Energie bewegen, die weiter vom Kern entfernt sind. Wenn diese Atome nicht mehr angeregt werden, kehren die Elektronen in ihre ursprünglichen Bahnen zurück und geben dabei Photonen (Lichtteilchen) ab. Wenn dies in großem Maßstab durch Sonnenwind geschieht, ist der resultierende Effekt als Aurora sichtbar. Diese chemische Reaktion ist in der Natur weit verbreitet und wird auch von einigen modernen Technologien verwendet. Zum Beispiel regen Neonschilder mithilfe von Elektrizität Neonatome an, die wiederum Licht erzeugen.
Der Grund, warum das Nordlicht am häufigsten am Polarkreis gesehen wird, ist, dass dieser Prozess nur dort stattfinden kann, wo sich die Magnetosphäre mit der Atmosphäre schneidet. Die Magnetosphäre wird durch das Erdmagnetfeld erzeugt, das vom Nord- und Südpol ausgeht. Ein Großteil der Magnetosphäre erstreckt sich in den Weltraum, wobei der Nord- und Südpol die einzigen Bereiche sind, in denen sie sich mit der Erde selbst schneiden.
Während Sonnenwind auf alle Bereiche der Erde trifft, wird er von der Magnetosphäre abgelenkt und kann sich nur entlang magnetischer Feldlinien bewegen, Kraftlinien, die an den Polen entstehen und diese miteinander verbinden. Außerhalb der Pole erstrecken sich Magnetfeldlinien in den Weltraum, was bedeutet, dass der Nord- und Südpol die einzigen Bereiche sind, in denen ausreichend Sonnenwind in die Atmosphäre gelangt, um eine Reaktion auszulösen und Polarlichter zu erzeugen. Deshalb ist das Nordlicht in der Regel nur in Zeiten außergewöhnlich hoher Sonnenaktivität außerhalb des Nord- und Südpols zu sehen.
Die einzige Zeit, in der Polarlichter außerhalb des geografischen Nord- und Südpols gesehen werden können, ist eine Zeit magnetischer Umkehr, in der der magnetische Nord- und Südpol ihre Position wechseln. Dies geschieht ungefähr alle 450.000 Jahre, obwohl laut Wissenschaftlern die letzte magnetische Umkehrung vor 780.000 Jahren stattgefunden hat. Während dieser Zeit verschieben sich die Pole, wobei der Nordpol nach Süden und der Südpol nach Norden weist. Da die Magnetosphäre mit der Atmosphäre an den Polen konvergiert, ist es möglich, Auroren zu sehen, wenn sich die Pole über andere Teile der Erde bewegen.
Die genaue Farbe des Nordlichts wird durch die Entfernung bestimmt, in der der Sonnenwind die Atmosphäre durchdringt, bevor er von der Magnetosphäre zerstreut wird. Die häufigsten Aurora-Farben sind Blau und Grün, die durch Reaktionen mit Stickstoff- und Sauerstoffpartikeln in der unteren Atmosphäre erzeugt werden. Rote Auroren können manchmal auch durch Sonnenwind in den äußersten Bereichen der Atmosphäre beobachtet werden, aber aufgrund des Mangels an Luftpartikeln in dieser Höhe sind sie selten.
Fazit
Die Magnetosphäre spielt eine wichtige Rolle, nicht nur um das Nordlicht zu erschaffen, sondern auch um das Leben auf der Erde zu schützen. Ohne die Magnetosphäre würden nicht nur keine Auroren auftreten, sondern die Erde wäre aufgrund des ständigen Beschusses durch die kosmische Strahlung unwirtlich. Dank der Magnetfelder der Erde können Besucher der Arktis mit dem Nordlicht verwöhnt werden, das eine visuelle Erinnerung an die Existenz der Magnetosphäre und eine der denkwürdigsten natürlichen Sehenswürdigkeiten der Welt darstellt.