Ein heftiger Sonnensturm, der die gesamte moderne Technik zerstören könnte, ist relativ wahrscheinlich. Das besagt zumindest eine neue Studie.
Unsere Sonne ist ein gigantisches stellares Kraftwerk, das uns beständig mit Licht und Energie versorgt. Doch ihre Aktivität unterliegt Zyklen. Und je nachdem wo sie gerade in ihrem Zyklus steht, unterscheidet sich das Ausmaß von beispielsweise Sonnenflecken oder Protuberanzen, also heftigen Materieausbrüchen auf der Sonnenoberfläche. Schon länger haben Astronomen herausgefunden, dass dieser Aktivitätszyklus der Sonne wohl so ungefähr elf Jahre umfasst. Man spricht daher auch vom elfjährigen Sonnenzyklus. Der letzte Sonnenzyklus war eher ruhig, was für Astronomen und Hobby-Himmelsbeobachter einigermaßen unerfreulich ist. Denn das bedeutet, dass bei der Sonnenbeobachtung, die übrigens nur mit speziell dafür geeigneten Teleskopen und Filtern erfolgen sollte, nicht viel zu sehen ist. Keine Sonnenflecken, keine Protuberanzen, keine Flares. Nun hat wohl seit Dezember 2019 der neue Zyklus begonnen, wie vom sogenannten Solar Cycle Prediction Panel der NASA festgelegt wurde. Der neue Zyklus wird Sonnenzyklus 25 genannt, da er seit Beginn der verlässlichen Sonnenbeobachtung eben der 25. ist.
Und was können wir uns nun vom neuen Zyklus erwarten? Spektakuläre Aktivitäten auf unserer Sonne? Nicht ganz. Tatsächlich nimmt die Aktivität der Sonne seit Dezember 2019 wieder zu, so dass man grundsätzlich schon optimistisch sein kann, dass der neue Zyklus uns etwas mehr Aktivität bescheren wird als der alte. Aber Fachleute glauben, dass die Sonne es auch im Zyklus 25 eher gemächlich angehen lassen wird. Robert Cameron vom Göttinger Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung sagt dazu:
“Die aktuelle Phase geringer Sonnenaktivität im Vergleich zu den starken Zyklen, die während des Großteils des vergangenen halben Jahrhunderts vorherrschten, setzt sich in den nächsten elf Jahren offenbar fort.”
– Robert Cameron
Tatsächlich ist bereits seit den 1980er-Jahren bei der Stärke der Sonnenzyklen ein deutlicher Abwärtstrend zu erkennen. Warum das so ist, ist noch weitgehend rätselhaft. Zwar weiß man, wie gesagt, dass die Sonnenaktivität in diesen mehrjährigen Zyklen verläuft, aber warum genau und ob es noch einen übergeordneten, längeren Zyklus gibt, das ist alles noch relativ unbekannt.
Für Hobby-Astronomen ist das zwar schade, aber wir dürfen nicht vergessen, dass eine sehr aktive Sonne auch Gefahren für die Erde birgt. Denn bei heftigen Ausbrüchen, sogenannten koronalen Massenauswürfen, kann so viel energiereiche Strahlung in Richtung Erde gefeuert werden, dass hohe Schäden angerichtet werden können. Christoph Schuh vom österreichischen Netzbetreiber APG beschreibt die möglichen Folgen eines sehr starken Sonnensturms so:
Flugfunkverbindungen, starken Spannungsschwankungen im Stromnetz bis dahin, dass Trafos in Umspannwerken deutlich heißer werden können, als üblich, was im Extremfall sogar zu einem Trafobrand führen kann.”
– Christoph Schuh
Ein überdurchschnittlich starker Sonnensturm könnte also durchaus unsere moderne Gesellschaft für einige Zeit lahmlegen. Im schlimmsten Fall können dadurch auch technische Systeme wie etwa Satelliten ausfallen oder Astronauten zu Schaden kommen.
Heißt ein ruhiger Sonnenzyklus denn nun, dass gar keine Gefahr eines solch gefährlichen Sonnensturm besteht? Leider nicht. Eine neue Studie der Universität Kalifornien kommt zu dem Schluss, dass die Wahrscheinlichkeit für einen Sonnensturm, der das globale Internet zerstören würde, bei 1,6% bis 12% pro Jahrzehnt liegt. Das ist natürlich eine große Wahrscheinlichkeitsspanne, aber selbst wenn man den niedrigen Wert von 1,6 % ansetzt, liegt es durchaus im realistischen Bereich, dass es alle paar Jahrzehnte mal zu so einem Ereignis kommen könnte. Und bei einem derart zerstörerischen Ereignis wie einem solchen Sonnensturm sind 1,6 % pro Jahrzehnt sogar schon ziemlich erschreckend. Und wenn man mit der zwölfprozentigen Wahrscheinlichkeit pro Jahrzehnt rechnet, dann wären wir statistisch gesehen sehr bald dran.
Die Studie beschäftigt sich vor allem mit der Wirkung eines solchen koronalen Massenauswurfs auf die Unterseekabel, durch die die Welt via Internet verbunden ist. Im Jahre 2014 wurden 95 % des Internetverkehrs zwischen Weltregionen durch Unterseekabel übertragen. Mittlerweile geht der Trend ein bisschen mehr in Richtung Satelliteninternet, aber die Unterseekabel sind immer noch mit Abstand das Fundament der interkontinentalen Internetverbindung. Durch die Analyse der Internet-Infrastruktur der Erde kommt die Studie zu dem Schluss, dass ein großer Koronaler Massenauswurf einen kompletten globalen Internetausfall verursachen könnte, der auch noch lange nach dem Ende des Sturms anhält. Das heißt nicht, dass innerhalb kleinerer Regionen das Internet nicht noch funktionieren würde – denn Glasfaser-Internet ist von Sonnenstürmen nicht wirklich betroffen. Aber die globale Kommunikation via Internet würde zusammenbrechen. Die Autorin der Studie, Sangeetha Abdu Jyothi, sagt dazu:
“Was mich wirklich zum Nachdenken gebracht hat, ist, dass wir bei der Pandemie gesehen haben, wie unvorbereitet die Welt war. Es gab kein Protokoll, um effektiv damit umzugehen, und das Gleiche gilt für die Widerstandsfähigkeit des Internets. Unsere Infrastruktur ist auf ein großflächiges Sonnenereignis nicht vorbereitet. Wir haben nur ein sehr begrenztes Verständnis für das Ausmaß des Schadens.”
– Sangeetha Abdu Jyothi
Untersee-Internetkabel sind aus mehreren Gründen potenziell anfällig für Schäden durch Sonnenstürme. Um die Daten nämlich unversehrt über die Ozeane zu leiten, sind die Kabel in Abständen von etwa 50 bis 150 Kilometern mit Repeatern ausgestattet. Diese Geräte verstärken das Signal und sorgen dafür, dass auf dem Weg nichts verloren geht. Die elektronischen Bauteile der Repeater können – im Gegensatz zu den eben erwähnten Glasfaserkabeln – durch einen Sonnensturm beschädigt werden, und wenn genügend Repeater ausfallen, wird ein ganzes Unterseekabel funktionsunfähig. Hinzu kommt, dass Unterseekabel nur in größeren Abständen von Hunderten oder Tausenden von Kilometern geerdet werden, so dass anfällige Komponenten wie Repeater den geomagnetisch induzierten Strömungen stärker ausgesetzt sind.
Auch die Beschaffenheit des Meeresbodens ist unterschiedlich, so dass einige Erdungspunkte möglicherweise effektiver sind als andere. Die Studie geht auch davon aus, dass Koronale Massenauswürfe größere Auswirkungen in höheren Breitengraden, näher an den magnetischen Polen der Erde, haben, da der energiereiche Sonnenwind vom Magnetfeld der Erde zu diesen Magnetpolen geleitet wird. Deshalb sind wohl einige Kontinente gefährdeter als andere. Asien zum Beispiel könnte glimpflich davon kommen, weil Singapur als Knotenpunkt für viele Seekabel in der Region dient und nah am Äquator liegt. Viele Kabel in dieser Region sind auch kürzer, weil sie von diesem Knotenpunkt aus in viele Richtungen abzweigen und nicht als ein einziges durchgehendes Kabel verlegt sind. Kabel hingegen, die den Atlantik und den Pazifik in hohen Breitengraden überqueren, wären also selbst bei mäßigen Sonnenstürmen einem größeren Risiko ausgesetzt.
Noch mehr Informationen zur möglichen solaren Internet-Apokalypse erhaltet Ihr in diesem Video:
