Sauerstoff, zusammen mit anderen Gasen, "leckt" ständig aus unserer Atmosphäre in den Weltraum. Warum das so ist, konnte dank der Cluster-Satelliten geklärt werden. Wie vermutet, ist wieder das Magnetfeld des Planeten schuld.
Künstleransicht: Sauerstoff-, Wasserstoff- und Helium-Ionen „lecken“aus der Erdatmosphäre durch die Pole ins Weltall
Die Studie, die von einer Gruppe schwedischer Wissenschaftler unter der Leitung von Hans Nilsson durchgeführt wurde, basierte auf Daten, die von 2001 bis 2003 gesammelt wurden. Satelliten der Mission European Cluster. Während dieser Zeit erhielten sie viele Informationen über die Strömungen ionisierter Gase, die kontinuierlich von den Polen unseres Planeten in den Weltraum einschlugen. Cluster hat auch die Stärke und Richtung der Magnetfeldlinien der Erde zum geeigneten Zeitpunkt und in den relevanten Bereichen gemessen.
Wie Wissenschaftler gezeigt haben, ist es die Magnetosphäre, die Sauerstoff-, Wasserstoff- und Heliumionen beschleunigt und in den Weltraum „schießt“: „Es ist ein bisschen wie die Wirkung einer Schleuder“, sagt Hans Nilsson.
Ausschlaggebend für diese Entdeckung war die Tatsache, dass die Cluster-Mission bis zu 4 Orbiter umfasst, die sich in Höhen von 30.000 bis 64.000 km befinden, was es ermöglicht, das Magnetfeld über ein riesiges Gebiet zu messen und seinen Gradienten zu sehen und Änderungen, die im Laufe der Zeit auftreten.
Vor dem Aufkommen der Ära der künstlichen Satelliten glaubten Astronomen, dass die Magnetosphäre unseres Planeten ausschließlich von von außen eingebrachten Teilchen „bewohnt“sei – vor allem ionisierten Teilchen des Sonnenwinds. Damals wurde allgemein angenommen, dass diese Partikel selbst unter dem Einfluss magnetischer Kräfte eine Schutzschicht bildeten, die die Oberfläche unseres Planeten vor direkter Wechselwirkung mit dem Sonnenwind schützte.
„Jetzt fangen wir gerade erst an zu verstehen, wie komplex und vielfältig die Wechselwirkungen zwischen dem Sonnenwind und der Erdatmosphäre sind“, fügt Hans Nilsson hinzu. Ionisierte Partikel aus dem Sonnenwind, gelenkt durch den starken Arm des Magnetfelds, können die Atmosphäre treffen und Polarlichter erscheinen lassen. Diese Wechselwirkungen verursachen auch einen parallelen Prozess, bei dem der ionisierte Sauerstoff der oberen Atmosphäre von ihr weg direkt in den Weltraum gestoßen wird.
Frühere Beobachtungen dieses Phänomens, die in den 1980er und 1990er Jahren gemacht wurden, zeigten, dass sich die Ionen, die unsere Atmosphäre verlassen, mit hoher Geschwindigkeit bewegten – irgendetwas muss sie beschleunigt haben. Es wurden verschiedene Hypothesen aufgestellt, um dieses Phänomen zu erklären, und erst jetzt kann diesem Problem ein wirklich elegantes Ende gesetzt werden.
Wenn Sie sich jetzt schon Sorgen machen, ob all der kostbare Sauerstoff durch diese "Löcher" an den Polen verstreut wird, dann brauchen Sie sich keine Sorgen zu machen. Im Vergleich zu den in der Atmosphäre akkumulierten Reserven dieses lebenswichtigen Gases sind die in den Weltraum entweichenden Ströme vernachlässigbar. In ferner Zukunft, wenn die Sonne selbst schon alt ist, kann sich dieses Gleichgewicht jedoch ändern, und "Lecks" werden eine ernsthafte Bedrohung darstellen. Es sei denn natürlich, bis dahin wird sich die Menschheit selbst zerstören.
Erinnern Sie sich daran, dass es dank der Cluster-Mission möglich war, eine vollständige dreidimensionale Karte der „Tänze“des Magnetfelds in der Nähe der Erde („Full Zero“) zu erstellen und die Polarlichter zu erforschen („Sky-TV“).
