Lappland: Ein Nordlicht spiegelt sich in einem See
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- Klingende Polarlichter

Polarlichter faszinieren Betrachter im Norden Skandinaviens oder in Alaska, Sibirien oder Grönland. Sie lassen sich rund um die Polregionen dieses Planeten beobachten. Manchmal werden sie auch Nordlichter oder Südlichter genannt und ihr wissenschaftlicher Name ist Aurora. Wie sie entstehen und warum sie so aussehen, wie sie aussehen, das haben Atmosphärenforscher längst verstanden. Nicht ganz so klar war bis vor einiger Zeit, ob die Polarlichter auch Geräusche machen. Nun scheint festzustehen, dass ,am Polarlichter auch hören kann. Ihr Ton kommt aus dem All. Ein Beitrag von Guido Meyer.

Wenn Unto Laine in die Hände klatscht, ähnelt das den Geräuschen, die Polarlichter machen – eine gewagte These. Aber der finnische Akustiker von der Aalto-Universität in Helsinki hat sich siebzehn Jahre lang mit einem dieser letzten ungelösten Rätsel der Atmosphärenphysik beschäftigt: "Es war überraschend, dass sich die Quelle dieser Geräusche nicht weit über dem Boden befand, nur etwa 75  Meter über unseren Köpfen - und dass von der Quelle nichts zu sehen war, nur Sterne und Polarlichter. Geradezu mystisch: Wie kann ein sternenklarer Himmel solche Geräusche produzieren? Was passiert da?"

Am Anfang eines jeden solchen peitschenartigen Klatschens steht die Sonne. Außer Licht und Hitze schickt sie permanent einen Strom elektrisch geladener Teilchen ins All. Dieser Sonnenwind erreicht früher oder später die Erde. Das Erdmagnetfeld lenkt all die Protonen und Elektronen um zu den Polen. Das reicht aber noch nicht, um neben den Mustern am nächtlichen Himmel auch Geräusche entstehen zu lassen. Zum Sonnenwind aus dem All muss sich eine spezielle Wetterlage auf der Erde gesellen, erläutert der Weltraumphysiker Dirk Lummerzheim vom Fachbereich Aeronomie der Universität von Alaska: "Normalerweise wird die Temperatur je höher man geht immer kälter. Aber es kann auch passieren, dass das Abkühlen nicht stark genug ist und gar ein Aufwärmen stattfindet. Das nennt man dann Inversionswetterlage, weil die Temperatur das Gegenteil von dem macht, was man eigentlich erwartet."

Canada: Nordlichter

Für eine solche Inversionswetterlage, eine Umkehrung der normalen Wetterverhältnisse, kann beispielsweise starker Frost verantwortlich sein. Dann ist es in Bodennähe am kältesten, kälter als in den Luftschichten darüber. Bleibt dann noch der Wind aus, durchmischen sich die kalten und die darüber liegenden wärmeren Schichten nicht. In ungefähr siebzig Meter Höhe liegt die Trennschicht zwischen den kalten und den warmen Luftmassen - Unto Laine: "Negativ geladene Teilchen steigen abends mit der Luft vom Erdboden auf. Von oben fallen positiv geladene Teilchen aus der Atmosphäre nach unten. Sie treffen aber nicht aufeinander, wenn kein Wind weht. Entsteht dann aber eine Aurora in ungefähr hundert Kilometer Höhe, wechselwirken ihre elektrisch geladenen Teilchen mit den Ionen in der Luft. An gewöhnlichen, windstillen Abenden entstehen keine Geräusche. Es müssen erst die Polarlichter hinzukommen, die dieses Klatschen erzeugen."

Lummerzheim: "In der Inversionswetterlage können sich Ladungen ansammeln und werden dann in Bewegung gesetzt. Auf diese Art erzeugen sie dann Geräusche." Genau genommen ist es ein magnetisches Feld, das entsteht, wenn die geladenen Teilchen des Sonnenwindes auf die Erdatmosphäre treffen. Durch diese Wechselwirkung können dann akustische Wellen erzeugt werden.

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Der Roboter I2D2s mit seinem Erfinder Christoph Hocke (Bild: dpa)
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Was ist wissenswert in Naturwissenschaft und Technik? Auf diese und andere Fragestellungen rund um Wissenschaft und Forschung geben Thomas Prinzler und  Kollegen Antworten.