Die Schichten der Atmosphäre

Ähnlich den Geschossen eines mehrstöckigen Hauses ist die Atmosphäre in mehrere Schichten unterteilt. Diese Schichten haben verschiedene Eigenschaften – fangen wir doch mal im „Erdgeschoss“ an:

Die „Wetterküche“ in der Troposphäre
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Ob dunkle Gewitterwolken oder blauer Himmel, sanfter Lufthauch oder starker Wind: Beinahe das gesamte Wettergeschehen findet bis in einer Höhe von 15 Kilometern statt. Diese untere Schicht der Atmosphäre wird deshalb auch Wetterschicht genannt. Wissenschaftler sagen Troposphäre dazu. Etwa 90 Prozent der gesamten Luft und fast der ganze Wasserdampf der Erdatmosphäre sind in dieser Schicht enthalten. Je höher die Lage in der Troposphäre, desto kälter wird es: An ihrer Obergrenze herrschen eisige Temperaturen von bis zu minus 80 Grad Celsius.

Flugzeuge fliegen in Höhe der Troposphäre
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In der Schicht darüber, der Stratosphäre, steigt die Temperatur plötzlich wieder an. In etwa 50 Kilometer Höhe erreicht das Thermometer sogar einen Wert um 0 Grad Celsius. Grund für diese Erwärmung ist die Ozonschicht, die innerhalb der Stratosphäre liegt. Diese wirkt wie eine Heizung: Sie nimmt die UV-Strahlung der Sonne auf und wandelt sie in Wärme um.

Hoch über den Wolken liegt die Stratosphäre
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Über der Stratosphäre liegt in einer Höhe von 50 bis 80 Kilometern die Mesosphäre. Weil diese Schicht kein Ozon enthält, wird es wieder bitterkalt, bis zu minus 100 Grad Celsius. Damit ist die Mesosphäre die kälteste Schicht der Atmosphäre. Hier werden Staubteilchen und kleinere Gesteinsbrocken aus dem All aufgehalten, die sonst als Meteoriten auf die Erde stürzen würden. Diese Himmelskörper können wir manchmal nachts als Sternschnuppen am Himmel sehen.

Sternschnuppen sind typisch für die Mesosphäre
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Oberhalb der Mesosphäre wird die Luft immer dünner. Die Erdanziehung schwächt sich mit zunehmender Höhe ab und kann daher die Gasteilchen immer weniger festhalten. So bildet die Thermosphäre über Hunderte von Kilometern einen fließenden Übergang ins Weltall. Ihren Namen hat die Thermosphäre von den hohen Temperaturen, die hier herrschen: Sie steigen bis zu 1700 Grad an. Heiß ist es nach unserer Vorstellung allerdings nicht, denn für das Gefühl von Hitze schwirren zu wenige Gase umher.

Raumfahrzeuge gelangen über die Thermosphäre bis in den Weltraum
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Freier Fall aus dem All

Felix Baumgartner wagt Rekordsprung aus der Stratosphäre

Aus 39 Kilometern Höhe stürzte sich der Österreicher Felix Baumgartner von einer Ballonkapsel in die Tiefe. Bei seinem todesmutigen Sprung durchbrach er die Schallmauer und erreichte eine Spitzengeschwindigkeit von 1342 Kilometer pro Stunde. Nach vier Minuten und 19 Sekunden freiem Fall hatte er wieder festen Boden unter den Füßen.

„Es war viel schwieriger, als wir angenommen haben,“ so Baumgartner später. Über dem US-Bundesstaat New Mexico lässt er sich gestern von einer Ballon-Kapsel in die Stratosphäre tragen. Sein Absprung verläuft nach Plan, doch kurz danach kommt der 43-jährige Österreicher ins Trudeln. Immer wieder überschlägt er sich. Die Bilder werden rund um den Globus übertragen, beim Anblick hält die ganze Welt den Atem an. „Es wurde brutal“, erinnert sich Baumgartner an die Beinahe-Katastrophe: „Für Sekunden habe ich gedacht, ich verliere das Bewusstsein.“ Schließlich gelingt es ihm, den todbringenden Taumel mit den Armen zu stoppen.

Als er mit seinem Fallschirm schließlich heil auf der Erde landet, kniet er auf dem Wüstensand nieder. Die Hände reckt er gen Himmel: Er hat den Wahnsinns-Sprung tatsächlich überlebt. Doch schon macht ihm etwas anderes Sorgen: „Ich hoffe, wir sind Überschall geflogen“, ruft er. Die Messungen bestätigen: Bei seinem Sprung hat er die Schallmauer durchbrochen und eine Spitzengeschwindigkeit von 1342 Stundenkilometern erreicht.

Damit ist er der erste Mensch, der sich ohne Flugzeug oder Raumschiff schneller bewegte als der Schall. Zusätzlich hält er jetzt den Rekord für die höchste bemannte Ballonfahrt. Und noch nie zuvor war ein Mensch aus einer solch aberwitzigen Höhe mit dem Fallschirm gesprungen. „Glückwunsch auch von uns an Felix Baumgartner, einen sehr, sehr mutigen Fallschirmspringer!“ gratulierte dann auch die Europäische Weltraumorganisation ESA über Twitter.

Blick aus der Kapsel
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Felix Baumgartner beim Absprung
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Ein Fallschirm bremst den Sturz
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Felix Baumgartner nach der Landung
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Perfekte Vorbereitung

Fünf lange Jahre hatte sich Felix Baumgartner auf seinen lebensgefährlichen Sprung vorbereitet. Körperlich ist er topfit. Doch für ein solches Wagnis reicht das noch lange nicht: Ein feuerfester Druckanzug war seine Lebensversicherung. Der beheizbare Anzug stellte während des Sprungs die Körpertemperatur sicher. Ein Loch darin wäre tödlich gewesen, denn in der Höhe herrschen Temperaturen von bis zu minus 70 Grad Celsius und ein extrem geringer Luftdruck. Sauerstoff ist knapp, darum wurde der Österreicher durch den Helm mit Atemluft versorgt. Während des Falls konnte er über den Helm mit seinem Team am Boden Kontakt halten. Über Notknöpfe am Anzug hätte er auch einen Schirm öffnen können, der den Flug stabilisierte. Benutzt hat er diese nicht: Das hätte schließlich seinen Rekord gefährdet.

Höhenrekord!

Piccard und Kipfer erreichen die Stratosphäre

Der Schweizer Physiker Auguste Piccard und sein Assistent Paul Kipfer sind in der Nacht auf den 27. Mai zu einem riskanten Höhenflug aufgebrochen: In einem selbst konstruierten Gasballon erreichten sie nach kurzer Zeit eine Flughöhe von über 15 Kilometern. 17 Flugstunden später, nach einer dramatischen Fahrt, landete der Ballon samt Besatzung unbeschadet auf einem Gletscher in Österreich.

Proviant für zwei Tage und Sauerstoff für etwa 20 Stunden: So ausgerüstet schießen um 3.56 Uhr die Luftfahrtpioniere Piccard und Kipfer gen Himmel empor. Der Startpunkt für ihr „Himmelfahrtskommando“, eine Augsburger Wiese, ist sorgfältig gewählt: Piccard möchte nicht im Wasser landen und Augsburg ist von allen Meeren etwa gleich weit weg. Auch herrschen über der Stadt gleichmäßige Winde.

Die selbst gebaute Aluminiumkugel, in die Piccard und Kipfer eingezwängt sind, hat einen Durchmesser von nur 2,10 Meter. Ausgestattet ist sie mit allerhand Messgerät. Denn die beiden Forscher wollen vor allem die kosmische und radioaktive Strahlung in der Stratosphäre erkunden. Einen gescheiterten Startversuch haben sie bereits hinter sich, doch diesmal scheint es zu klappen: Nur eine knappe halbe Stunde nach dem Start fliegen sie über 15 Kilometer hoch. Etwa um 8 Uhr morgens brechen sie den Höhenrekord: Ganze 15.785 Meter hoch über dem Erdboden sind sie die ersten Menschen, die mit eigenen Augen die Erdkrümmung sehen können. Doch dort oben wird es unerträglich heiß: Fast 41 Grad Celsius misst die Temperatur in der Aluminiumkapsel. Ihre Wasservorräte haben sie vergessen. Von Durst gequält, lecken sie das Kondenswasser von der Kugelwand.

Gegen Mittag wollen die Flugpioniere landen, doch das Gasventil lässt sich nicht öffnen: Eine Leine hat sich verheddert. Stundenlang treibt der Wind den Ballon mit sich, quer über die Alpen. Endlich sinkt das Gefährt. Am Abend, genau um 21 Uhr, haben sie endlich wieder Boden unter den Füßen: Auf einem Gletscher bei Obergurgl im Ötztal landen sie hart auf einem Schneefeld. Erst am Morgen kann eine Rettungsmannschaft die Ballonfahrer retten. Sie sind die Helden dieses Tages!

Auguste Piccard
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Paul Kipfer
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Zwischen Hoffen und Bangen

In seinem Bordbuch beschreibt Auguste Piccard die abenteuerliche Ballonfahrt und die gescheiterten Versuche zu landen:

10.10 Uhr: Man kann Ventilleine nicht ziehen. Wir sind Gefangene der Luft. Verurteilt zu warten bis 2 oder 3 oder 4 Uhr. Dann kommen wir herunter.

10.25 Uhr: 39 Grad; Oberkörper ganz entkleidet. Hitze so erträglich.

14.08 Uhr: Unbegreiflich, dass der Ballon nicht sinken will.

Als die Alpen nahen: Der Anblick ist an und für sich überwältigend. So eine Fülle von Bergen habe ich noch nie gesehen. Die Wolken, die um die Berge ziehen, erhöhen noch die Pracht. Jedermann hat sie schon gesehen, von unten aus. Jetzt sehen wir sie von oben.

17.50 Uhr: Wir haben nur noch für vier Stunden Sauerstoff in der Druckflasche.

18.48 Uhr: Warum, warum fallen wir nicht?

19.34 Uhr: Unbegreiflich, dass wir noch nicht sinken.

20.29 Uhr: Wir werden nicht ersticken, aber Hochgebirge!

21 Uhr: Landung

Atemberaubend: Mount Everest ohne Sauerstoffgerät bezwungen!

Kein vernünftiger Mensch hätte das für möglich gehalten: Reinhold Messner und Peter Habeler haben den höchsten Berg der Erde ohne Sauerstoffgerät bestiegen. Völlig entkräftet aber glücklich kamen die beiden Extrembergsteiger gestern im Basislager an.

Ihr Gipfelsturm auf den Everest beginnt am 8. Mai, morgens um halb sechs, nach einer eisigen Nacht im Zelt. Seit dem 6. Mai sind sie vom Basislager auf dem Weg nach oben. Die Warnungen vieler Ärzte schrecken sie nicht: Sie wollen das Dach der Welt ohne künstlichen Sauerstoff erklimmen. Ein gescheiterter Versuch liegt bereits hinter ihnen. Von knapp 8.000 Metern Höhe aus folgt jetzt ein erneuter Anlauf. Der Aufstieg in der dünnen Höhenluft ist eine Tortur, jeder Schritt ist eine Qual. Doch die beiden sind in top in Form, und sie haben Erfahrung.

Mittags erreichen sie eine Höhe von 8.800 Metern. Die Beine sind schwer wie Blei, die Müdigkeit kaum zu beschreiben. Doch sie überwinden ihre Schmerzen und stapfen weiter, wie in Trance. Endlich erreichen sie das scheinbar Unmögliche: Sie stehen auf dem Gipfel des Everest. Weltrekord! Vor Erschöpfung lassen sie sich in den Schnee fallen. Nach einer langen Pause holt Messner seine Kamera aus dem Rucksack und filmt. Zurück im Zelt funken sie ans Basislager: Sie haben es geschafft!

In der Nacht wird Messner von schrecklichen Augenschmerzen gequält: Er ist schneeblind. Habeler ist am Knöchel verletzt. Dennoch schaffen die beiden am 10. Mai den Abstieg ins Basislager. Jetzt erst begreifen sie ihren Erfolg, Triumphgefühl erfüllt sie. Die Sensation ist perfekt: Peter Habeler und Reinhold Messner haben bewiesen, dass der Mount Everest auch ohne Sauerstoffgerät bestiegen werden kann.

Mount Everest
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Reinhold Messner
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In der Todeszone

Ärzte hatten Reinhold Messner und Peter Habeler gewarnt: Sich ohne künstlichen Sauerstoff in 8.000 Meter Höhe zu bewegen, gefährde in höchstem Maße die Gesundheit. Gehirnzellen könnten absterben und das kontrollierte Denken aussetzen, auch Bewusstlosigkeit drohe. „Ihr werdet als Deppen zurückkommen“, hieß es kurz und drastisch.

Tatsächlich ist mit der Höhenkrankheit nicht zu spaßen. Schon ab etwa 2.000 Metern kann sich die dünner werdende Luft durch Atemnot, Schwindel, Kopfschmerzen oder Erbrechen bemerkbar machen. Die Lunge nimmt mit zunehmender Höhe immer weniger Sauerstoff auf, der Körper wird unterversorgt. Oberhalb von 7.000 Metern – in der Todeszone – werden die meisten Menschen bewusstlos, wenn sie keinen zusätzlichen Sauerstoff bekommen. Im schlimmsten Fall führt die extreme Höhe zum Tod. Viele Bergsteiger hat diese Tatsache bereits das Leben gekostet. Dass Habeler und Messner den Gipfel ohne Atemgerät erklommen haben, grenzt tatsächlich an ein Wunder. Es ist nur mit genauester Planung, einer sagenhaften körperlichen Fitness und einem eisernen Willen zu erklären.

Eine Hülle aus Gas

Vom Weltraum gesehen erscheint sie wie ein feiner bläulicher Schleier, der sich um die Erde legt: die Atmosphäre. Sie ist die Lufthülle, die unseren Planeten umgibt. Im Vergleich zum Durchmesser der Erde ist diese Hülle ziemlich dünn: Wäre die Erde so groß wie ein Apfel, dann hätte die Atmosphäre etwa die Dicke seiner Schale.

Die Atmosphäre liefert Sauerstoff zum Atmen
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Ohne die Atmosphäre gäbe es auf diesem Planeten kein Leben, denn Pflanzen, Tiere und Menschen benötigen Luft zum Atmen. Sie schützt uns vor der Kälte und vor schädlicher Strahlung aus dem Weltall. Außerdem lässt sie Meteoriten verglühen, bevor sie auf der Erdoberfläche einschlagen können. Diese Lufthülle ist für uns lebenswichtig – aber woraus besteht sie eigentlich?

Nur etwa ein Fünftel der Atemluft ist Sauerstoff
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Die Atmosphäre ist ein Mix aus verschiedenen Gasen. Ein großer Teil dieses Gasgemischs ist Stickstoff: Mit 78 Prozent sind das fast vier Fünftel der gesamten Atmosphäre. Nur 21 Prozent bestehen aus Sauerstoff, den wir zum Atmen brauchen. Das restliche eine Prozent machen verschiedene Spurengase aus – also Gase, die nur in Spuren in der Atmosphäre vorkommen. Zu diesen Spurengasen gehören Methan, Stickoxide und vor allem Kohlendioxid, kurz CO2 genannt. Obwohl der CO2-Anteil recht gering ist, hat dieses Spurengas gewaltigen Einfluss auf unser Erdklima. Das zeigt sich am Treibhauseffekt, der unseren Planeten aufheizt.

Auf den Gipfeln des Himalaya ist die Luft sehr dünn
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Dass die Erde überhaupt eine Atmosphäre hat, liegt an der Schwerkraft. Sie hält die Gasmoleküle auf der Erde fest und verhindert, dass diese einfach ins Weltall hinaus fliegen. Tatsächlich wird die Luft mit steigender Höhe und damit abnehmender Schwerkraft immer dünner. Schon ab 2000 Metern über dem Meeresspiegel kann sich das für den Menschen unangenehm bemerkbar machen: Er leidet an der Höhenkrankheit mit Atemnot, Kopfschmerzen und Übelkeit. Extrembergsteiger, die hohe Gipfel wie die 8000er des Himalaya erklimmen wollen, nehmen daher meistens künstlichen Sauerstoff mit auf ihre Tour.

Was Wolken über das Wetter verraten

Wie dicke Wattebäusche schweben weiße Wolken am blauen Himmel. Andere dagegen türmen sich dunkel und furchterregend in die Höhe. Wolken können völlig unterschiedlich aussehen und sich ständig verändern. Je nachdem, wie und wo sie erscheinen, kündigen sie unterschiedliches Wetter an. Wer sich ein bisschen auskennt, kann an der Wolkenform erkennen, ob es bald regnen oder schneien wird. Auch die Höhe der Wolken verrät einiges über das bevorstehende Wetter.

Wattewolken
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Ganz weit oben, in mehr als sechs Kilometern Höhe über der Erdoberfläche, ziehen die hohen Wolken. Zu ihnen gehören die zarten Federwolken, die viele Eiskristalle enthalten. Sind viele von ihnen zu sehen, kündigen sie schlechtes Wetter an. Genauso hoch schweben kleine Schäfchenwolken und Schleierwolken am Himmel, die ebenfalls aus Eiskristallen bestehen.

Eine dunkle Gewitterwolke türmt sich auf
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Hohe Federwolken über Landschaft
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Zwischen zwei und sechs Kilometern Höhe finden sich die mittelhohen Wolken, zum Beispiel die groben Schäfchenwolken und die Schichtwolken. Wenn sich grobe Schäfchenwolken über weite Flächen erstrecken, wird das Wetter schlecht. Auch graue Schichtwolken lassen erkennen, dass es bald regnen oder schneien wird.

Hohe Federwolken
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Im untersten „Wolken-Stockwerk“, unter zwei Kilometern Höhe, ziehen die tiefen Wolken. Zu ihnen gehören die hellen Haufenwolken, die von Wassertröpfchen gebildet werden. Diese Art von Wolken kommt weltweit am häufigsten vor. Weil sie vor allem im Sommer schönes Wetter bringen, heißen sie oft auch „Schön-Wetter-Wolken“. Aus grauen tiefen Schichtwolken dagegen kann es auch regnen oder schneien. Und je dunkler die Wolke aussieht, desto mehr Regen oder Schnee trägt sie mit sich.

Mittelhohe Schäfchenwolken
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Wolken, die über alle drei „Stockwerke“ mehrere Kilometer hoch quellen, können alle Arten von Niederschlag mit sich tragen: Weit unten ist das Wasser noch nicht gefroren, dort entsteht Regen. Werden die Tropfen jedoch in hohe und kältere Wolkenschichten hinaufgewirbelt, bilden sich Eiskristalle. Aus den turmhohen Gewitterwolken fallen deshalb Regen, Schnee oder sogar Hagel.

Tiefe Regenwolken
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Ozonschicht

Es geschieht weit über unseren Köpfen, etwa 15 bis 35 Kilometer hoch in der Stratosphäre: Hier spaltet die Energie des Sonnenlichts den Sauerstoff in seine beiden Sauerstoffatome. Die einzelnen Sauerstoffatome reagieren miteinander und können sich auch im Dreierpack zusammen finden. Geschieht das, entstehen Ozonmoleküle.

Mit Hilfe von Sonnenenergie bildet sich die Ozonschicht
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Weil sich das Ozon in der Stratosphäre konzentriert, bildet sich hier eine Schicht: die Ozonschicht. Diese blockiert einen großen Teil der Sonnenstrahlen und verhindert, dass zu viel ultraviolette Strahlung die Erde erreicht. Das ist lebenswichtig, denn die energiereichen ultravioletten Sonnenstrahlen können die Zellen von Tieren und Pflanzen zerstören und die Haut des Menschen schädigen. Ist die Ozonschicht der Stratosphäre intakt, wirkt sie wie ein riesiger Schutzschirm vor aggressiver UV-Strahlung.

Die Ozonschicht wirkt wie ein Schutzschirm gegen UV-Strahlung
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Besonders an heißen Sommertagen und bei starkem Verkehr mit vielen Abgasen kann Ozon auch nahe an der Erdoberfläche gebildet werden. Hier unten ist das Gas jedoch nicht nützlich, sondern schädlich: Es kann Kopfschmerzen, Müdigkeit und Augenbrennen verursachen und die Atemwege angreifen. Übersteigt der Ozongehalt am Boden einen bestimmten Wert, werden darum seit einigen Jahren über Radio, Fernsehen und Internet Ozon-Warnungen ausgegeben. Dann sollten körperliche Anstrengungen im Freien vermieden werden.

Die Ozonbelastung steigt bei großer Hitze und starkem Autoverkehr
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Was sind Asteroiden, Meteoriten und Kometen?

In manchen Nächten kann man am Himmel einen besonderen Moment beobachten: Es sieht aus, als ob ein Stern vom Himmel fällt. Abergläubische Menschen meinen sogar, wer eine solche Sternschnuppe sähe, könne sich etwas wünschen. Aber was steckt wirklich dahinter und woher kommen die Sternschnuppen?

Asteroid 951 Gaspra
Quelle: NASA

In unserem Sonnensystem gibt es nicht nur die Sonne, Planeten und Monde. Man hat auch viele kleine Gesteins- und Metallbrocken entdeckt. Sie sind wesentlich kleiner und nicht so schön rund wie Planeten, daher nennt man sie Kleinplaneten oder Asteroiden. Wie ihre großen Geschwister kreisen sie auf regelmäßigen Bahnen um die Sonne. Die meisten Asteroiden findet man im „Asteroidengürtel“ zwischen der Mars- und der Jupiterbahn.

Der Barringer-Krater ist durch einen Meteoriten-Einschlag entstanden
Quelle: USGS

Ab und zu stoßen zwei dieser Asteroiden zusammen. Bei einem solchen Crash entstehen jede Menge Trümmer und Splitter. Diese fliegen von der bisherigen Umlaufbahn weg, quer durch das Sonnensystem. Manche von ihnen geraten in die Nähe der Erde, werden von ihr angezogen und stürzen auf die Erde. Diese abstürzenden Brocken nennt man auch Meteorit.

Nahaufname des Komet Hartley, man kann Staub und Dampf erkennen
Quelle: NASA/JPL-Caltech/UMD

Auf der Erde würden sie buchstäblich wie ein Stein vom Himmel fallen – wenn es nicht die Atmosphäre gäbe. Denn die Meteoriten sind so schnell, dass die Luft gar nicht schnell genug zur Seite ausweichen kann. Die Luft vor dem abstürzenden Steinbrocken wird zusammengedrückt und dadurch extrem heiß. Die Luft fängt an zu glühen, und der Meteorit beginnt zu verdampfen. Das können wir dann als leuchtenden Streifen sehen, der über den Himmel zieht – eine Sternschnuppe.

Der Koment "NEAT"
Quelle: NASA

Die meisten Meteoriten sind so klein, dass sie auf dem Weg durch die Luft vollständig verglühen. Die Leuchtspur endet dann einfach am Himmel. Größere Trümmer verlieren zwar unterwegs auch an Masse, verdampfen aber nicht ganz. Sie erreichen den Erdboden und schlagen dort ein.

Was diese Meteoriten auf der Erde anrichten, hängt davon ab, wie groß sie sind. Kleine Meteoriten mit einigen Zentimetern Durchmesser hinterlassen zum Beispiel gerade mal eine Delle in einem Autodach.

Der größte bekannte Meteorit schlug vor etwa 65 Millionen Jahren ein. Er hatte einen Durchmesser von mehreren Kilometern und riss einen Krater von 180 Kilometern Durchmesser. Der Einschlag schleuderte so viel Staub in die Luft, dass die Sonne für hunderte von Jahren verdunkelt wurde. Dadurch starben auf der ganzen Welt Pflanzen und Tiere aus – dies war das Ende der Dinosaurier.

Zum Glück sind solche großen Meteoriten sehr selten, so dass wir uns keine Sorgen machen müssen. Außerdem können wir – anders als die Dinosaurier – mit Teleskopen den Himmel beobachten und solche großen Asteroiden lange vor dem Einschlag entdecken.

Während eine Sternschnuppe in wenigen Sekunden verglüht, bleibt eine andere Erscheinung länger sichtbar: Kometen mit ihrem Schweif stehen Tage oder Wochen am Himmel. Auch ihnen haben die Menschen früher viele Eigenschaften angedichtet – als göttliche Zeichen, Verkünder von Unheil oder Vorbote freudiger Ereignisse. Doch die Wahrheit ist etwas weniger spektakulär.

Astronomen nennen Kometen auch „schmutzige Schneebälle“. Sie kommen aus dem äußeren Sonnensystem, weit entfernt von der wärmenden Kraft der Sonne. Dort ist es so kalt, dass Wasser sofort zu Eis gefriert. So bilden sich Klumpen aus Eisbrocken und Staub – schmutzige Schneebälle eben.

Auch ein Komet zieht zunächst weit entfernt von der Sonne seine Bahn – bis er durch einen Zusammenstoß umgelenkt wird und in Richtung des inneren Sonnensystems fliegt. Er kommt der Sonne näher und empfängt mit der Zeit immer mehr Licht und Wärme. Dadurch fängt die gefrorene Oberfläche an, aufzutauen und sogar zu verdampfen. So entsteht eine Hülle aus Wasserdampf und Staub um den Kometen.

Gleichzeitig bekommt der Komet den „Sonnenwind“ zu spüren – das sind winzige Teilchen, die mit hoher Geschwindigkeit aus der Sonne heraus fliegen. Sie treffen auf die Dampfhülle des Kometen. Dadurch wird die Dampfhülle des Kometen weg geblasen, so dass sie eine längliche Wolke bildet, die von der Sonne weg zeigt. Wenn diese Wolke dann vom Sonnenlicht getroffen wird, erscheint sie als leuchtender Streifen – der Schweif des Kometen.

Der Komet fliegt einen Bogen um die Sonne und entfernt sich dann wieder. Wenn er weit genug von der Sonne weg ist, hört auch das Auftauen und Verdampfen auf. Der Schweif verschwindet und der Komet zieht als schmutziger Schneeball durch die Weiten des äußeren Sonnensystems. Je nach Kometenbahn dauert es viele Jahrzehnte oder sogar Jahrhunderte, bis er wieder in die Nähe der Sonne kommt.

Polarlichter

Rot, grün oder blau leuchten Polarlichter am nächtlichen Himmel. Wie schon ihr Name verrät, erscheinen sie meist in den Polargebieten: auf der Nordhalbkugel vor allem im Norden Skandinaviens, Schottlands und Sibiriens, in Grönland, Kanada und Alaska. Je größer die Entfernung vom Pol ist, desto seltener werden die Polarlichter. Am häufigsten erscheinen sie in den Wintermonaten, wenn es lange dunkel ist. Dann sind Polarlichter in fast jeder klaren Nacht zu sehen.

Polarlicht in Island
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Die bunten Lichteffekte am Himmel waren dem Menschen lange ein Rätsel. Heute ist ihr Geheimnis gelüftet: Verantwortlich für das Leuchten der Polarlichter ist die Sonne. Denn sie gibt nicht nur Licht und Wärme ab, sondern schleudert auch gigantische Massen von Materie ins All. Dieser so genannte Sonnenwind besteht vor allem aus elektrisch geladenen Teilchen, die mit einer Geschwindigkeit von mehr als 300 Kilometern pro Sekunde durchs Weltall rasen. Schon nach etwa drei Tagen erreichen diese Energie geladenen Teilchen die Erde.

Glücklicherweise sind wir durch die Atmosphäre und durch das Erdmagnetfeld vor dem Einschlag dieser Teilchen geschützt. So können sie die Erdoberfläche nicht erreichen und uns nicht gefährlich werden. Dennoch wirkt sich der Sonnenwind auf die Erde aus, indem er ihr Magnetfeld verformt: Auf der Sonnenseite wird es zusammengedrückt, auf der von der Sonne abgewandten Seite ragt es weiter in den Weltraum hinaus.

Dort wo der Sonnenwind auf das Erdmagnetfeld trifft – in über 100 Kilometer Höhe – baut sich eine starke elektrische Spannung auf. Ein Teil dieser Spannung entlädt sich, indem die Elektronen entlang der Feldlinien des Magnetfelds zur Erde fließen. Am nächsten kommen sie unserem Planeten an den Polen. Wenn sie dort auf die Sauerstoff- und Stickstoffatome der Atmosphäre prallen, strahlen diese Licht aus – ähnlich dem Gas in einer Leuchtstoffröhre. Je nach Energie des Aufpralls leuchten sie in unterschiedlichen Farben. Das Ergebnis sehen wir als bunte Polarlichter.

In Abständen von etwa elf Jahren ist die Sonne besonders aktiv und schleudert mehr Teilchen ins All als sonst. Dann kann aus dem Sonnenwind ein Sonnensturm werden. Manchmal ist er so stark, dass Polarlichter auch in Gebieten außerhalb der Polarregion die Polarlichter zu sehen sind. Solch ein Sonnensturm sorgt aber nicht nur für die hübschen Polarlichter sondern kann Satellitentechnik, Stromleitungen, Funk und Navigation stören. So kam es im Jahr 1989 dazu, dass in Kanada tagelang der Strom ausfiel.