Das Geräusch der Polarlichter
Wie hören sich Polarlichter an? Forscher wollen nun herausgefunden haben, welche Geräusche sie produzieren. Demnach sind Nordlichter oder Südlichter nicht nur wunderschön anzusehen, sie lösen auch Töne aus. Allerdings keine romantischen- eher scharf und knallend: wie ein kurzes Klatschen oder ein Peitschenhieb.
Polarlichter kann man in den Polregionen der Erde betrachten. Ihr wissenschaftlicher Name ist Aurora. Touristen reisen für das bunte Himmelsspektakel gerne nach Skandinavien, in den Norden Schottlands, nach Nord-Kanada, Alaska, Sibirien oder Grönland. Dass Polarlichter auch noch Geräusche produzieren, war bisher nicht bekannt.
Der peitschende Sonnenwind
Unto Laine hat 17 Jahre lang daran geforscht, die Laute der Polarlichter aufzunehmen. Der finnische Akustiker von der Aalto-Universität hat nun herausgefunden, dass ihr Geräusch einem Klatschen ähnelt, es wird vom Sonnenwind verursacht.
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, erläutert der Weltraumphysiker Dirk Lummerzheim vom Fachbereich Aeronomie der Universität von Alaska. Durch diese Energie wird dann in 100 – 200 km Höhe die Aurora erzeugt.
Verkehrte Schichten
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. Sie nennt sich Inversionslage, weil die Temperatur das Gegenteil von dem macht, was man eigentlich erwartet.
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.
Solche Wetterphänomene lassen sich vor allem im Winter auch in Deutschland beobachten. In ungefähr siebzig Meter Höhe liegt die Trennschicht zwischen den kalten und den warmen Luftmassen. Hier sammeln sich auch all die geladenen Teilchen von der Erdoberfläche, die Ionen, die in der Luft enthalten sind.
Entladungen in geringer Höhe
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.
Genau genommen ist es ein magnetisches Feld, das entsteht, wenn die geladenen Teilchen des Sonnenwindes auf die Erdatmosphäre treffen. Unto Laine hat nicht nur die Töne der Polarlichter akustisch festgehalten. Er konnte mit seinen Messgeräten auch kurz vor jedem Peitschenhieb eine Veränderung im Magnetfeld feststellen, eine Art Entladung.
Aufnahmen des Klatschens
Das ist ungefähr so wie bei einem Gewitter. Zuerst sehen wir den Blitz. Dann zählen wir die Sekunden bis zum Donner. Aus dieser Verzögerung können wir die Entfernung des Gewitters ableiten. Laine konnte jeweils 0,2 Sekunden nach der Magnetfeldänderung den Klatschton mit seinem Mikrofon aufnehmen.
Daraus lässt sich berechnen, dass sich die Quelle des Geräusches siebzig bis achtzig Meter über dem Boden befunden haben muss. Was so ziemlich genau der Höhe der Inversionsschicht entspricht. Der Knall ist damit ein akustisches Phänomen, der Polarlichter begleitet.