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Einfluss auf das Erdklima?
Redaktion / idw / GSF
astronews.com
24. Oktober 2005
Wird unser Klima durch Strahlung aus dem All beeinflusst? Wissenschaftler
des GSF – Forschungszentrums für Umwelt und Gesundheit gehen dieser Frage mit
Hilfe einer neuen Messstation auf dem Schneefernerhaus auf den Grund. Am 12.
Oktober wurde die Messstation offiziell eröffnet, unter deren Spitzdach unter
anderem ein so genanntes Vielkugelspektrometer kosmische Strahlung aus dem
Weltall einfängt.
Die neue Messstation an der Umweltforschungsstation
Schneefernerhaus. Bild: Mares / GSF |
Gemeinsam mit an der Umweltforschungsstation (UFS) vor allem vom Deutschen
Wetterdienst und dem Umweltbundesamt im Rahmen des "Global Atmosphere
Watch"-Programms routinemäßig erhobenen Daten kann dann untersucht werden, ob es
einen Zusammenhang zwischen kosmischer Strahlung und atmosphärischen
Zustandsgrößen gibt. Das Projekt wird vom Bayerischen Staatsministerium für
Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz gefördert.
Die Erde ist einem ständigen Bombardement von energiereichen Teilchen aus dem
Weltall ausgesetzt. Das Magnetfeld der Sonne schirmt diese Teilchen teilweise
ab, so dass ihre Intensität auf der Erde vom elfjährigen Sonnenflecken-Zyklus,
der ein Maß für die Stärke des solaren Magnetfelds liefert, abhängt. Auch unsere
Atmosphäre schützt gegen die kosmische Strahlung. Dabei entstehen allerdings
auch neue Teilchen, die als Sekundärstrahlung bezeichnet werden.
"Da sich die
physikalischen und chemischen Eigenschaften der Erdatmosphäre in den letzten
Jahren teilweise erheblich verändert haben – so ist der CO2-Gehalt
seit Beginn der industriellen Revolution stark angestiegen – ist zu erwarten,
dass sich auch die Wechselwirkungen der kosmischen Strahlung mit der Atmosphäre
bereits verändert haben bzw. sich weiter verändern werden", erklärt Dr. Werner
Rühm vom GSF-Institut für Strahlenschutz. Denkbar ist zum Beispiel, dass
Strahlungspartikel beim Aufprall auf Atmosphärengase Kondensationskeime
erzeugen, die zu verstärkter Wolkenbildung führen.
Die Umweltforschungsstation in 2.650 Metern Höhe ist ein idealer Standort für
die neue Messstation, da die Dichte der Luft dort bereits deutlich geringer ist
als im Tal. Dadurch schwächt die Atmosphäre die kosmische Strahlung weniger
stark ab und es können genauere Messungen durchgeführt werden. Zudem werden an
der Umweltforschungsstation bereits umfangreiche luftphysikalische und
–chemische Messungen durchgeführt.
"Die gleichzeitige Erhebung von
Atmosphärenparametern wie Lufttemperatur, Niederschlagsmenge, relativer
Luftfeuchte, Sonnenscheindauer und ähnlichem, aber auch von atmosphärischen
Spurengasen, gibt uns die einzigartige Chance, diese Daten mit der von uns
gemessenen kosmischen Strahlung zu korrelieren und so den Einfluss der Strahlung
auf die Atmosphäre zu untersuchen", betont Rühm.
Das Vielkugelspektrometer besteht aus 16 mit 3He-Gas gefüllten
Detektoren, die von weißen Polyethylenkugeln verschiedener Durchmesser umgeben
sind. Die Detektoren reagieren nur auf "langsame" Neutronen mit niedriger
Energie, deshalb werden energiereichere, also schnellere Neutronen mit Hilfe der
Polyethylenkugeln vor der Messung abgebremst.
Die unterschiedlichen Durchmesser
sorgen dafür, dass die einzelnen Kugeln auf Neutronen bestimmter Energiebereiche
spezialisiert sind: Je größer die Kugel ist, desto energiereichere Teilchen kann
sie abbremsen. Die Kombination der Messergebnisse der verschiedenen Kugeln
erlaubt die Rekonstruktion des Energiespektrums der einfallenden Neutronen über
einen weiten Energiebereich von etwa 1 meV bis 10 GeV.
Das mit dem Vielkugelspektrometer gewonnene Neutronenspektrum wird allerdings
auch durch die Materialien in der näheren Umgebung beeinflusst. Besonders der
Wassergehalt spielt hierbei eine wichtige Rolle - also würde auch eine
Schneeauflage auf dem Labordach die Messergebnisse verändern. Um dies zu
vermeiden, wurde für die Messstation eine drei Meter hohe Spitzdachkonstruktion
mit einem Dachneigungswinkel von 64 Grad gewählt, von der der Schnee einfach
abrutschen kann.
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