Rätselhafte Strahlungsausbrüche etwa alle 1000 Jahre (Miyake-Ereignis): Gefahr für moderne Technik

Kann das jemand einordnen, welche Auswirkungen eine derartige Bestrahlung des Planeten hat? Da der Nachweis dieser Ereignisse über radioaktive Isotope in Bäumen und Eisbohrkernen erfolgt, welche bei den Ereignissen entstanden, muss es sich ja um ionisierende Strahlung oder einen entsprechenden Teilchenstrom gehandelt haben. Oder bilden sich bei CMEs der Sonne als Reaktionsprodukte ebenfalls radioaktive Isotope in der Atmosphäre? Bei CMEs ist nach meinem laienhaften Verständnis doch das Einkoppeln elektrischer Felder in leitfähige Materialien (Telefonleitungen, Stromleitungen etc.) das Hauptproblem, weil dann dort hohe Spannungen/Ströme entstehen, die die angeschlossenen Geräte (zer-)stören können. Und natürlich entsprechende Störungen im Funkverkehr und in der Moderne auch die Beeinträchtigung von Satellitensystemen.

Aber kann die "Miyake-Strahlung" auch elektromagnetisch wirken und radioaktives Material bilden? Kann man aus der Rest-Aktivität der Isotope auf die Gesamtdosis so eines Ereignisses schließen? Also so etwas in der Form Strahlungsstärke x Zeitdauer? Wenn es ein jahrelang andauerndes Ereignis war und man nur "ein paar schwache Krümel radioaktiver Isotope" nachweisen kann, dann müsste doch die Strahlungsstärke relativ gering gewesen sein?

Auch wüsste ich nicht, dass man bislang einen Zusammenhang von z.B. Artensterben oder sonstigen sprunghaften Änderungen in der Biosphäre der Erde mit Miyake-Ereignissen gefunden hätte.

Dagegen kennt man die Folgen von Gamma-Blitzen relativ genau, es bilden sich in der Erdatmosphäre als Reaktionsprodukt Stickoxide, die die Ozonschicht schädigen. Bei einem sehr starken Gamma-Blitz kann die Ozonschicht, die uns vor allzuviel UV-Strahlung (der Sonne) schützt durch die Stickoxide weitgehend zerstört werden. Es gibt eine Theorie, wonach eines der größten Massenausterben vor 443 Mio. Jahren aufgrund zu hoher UV-Strahlung eingetreten ist.

Das Weltall ist ja ständig kreuz und quer unter Beschuss, z.B. durchdringen Neutrino-Schauer komplette Planeten. Oder die Wirkungszusammenhänge der Gravitationskraft und z.B. dunkler Materie sind auch alles andere als klar. Es dürfte da draußen noch sehr vieles geben, was wir noch gar nicht kennen, aber schon immer passiert und auch die Erde betrifft.

Insofern hilft wohl nur eines: weiter forschen und das Verständnis in der Teilchenphysik weiterentwickeln.

tomduly Also am fehlenden Verständnis der Teilchenphyisk liegt es sicher nicht, die Entstehung von C14 ist gut bekannt:

Trifft die kosmische Strahlung (im wesentlichen Sonnenwind) auf die oberste Atmosphäre, so entstehen kaskadenförmig sehr viele verschiedene Teilchen, die sogenannte sekundäre Höhenstrahlung. Trifft nun ein Neutron der sekundären Höhenstrahlung auf ein Stickstoffatom, so geschieht manchmal die Umwandlung des Stickstoffatoms in das Kohlenstoffisotop C14

Die Frage ist: woher kommt so viel kosmische Strahlung, dass sie solch gewaltige Mengen C14 erzeugen kann, wie sie sich in den Baumringen für die Miyake-Ereignisse nachweisen lässt? Hier ist die Astrophysik gefragt.

Zu deiner anderen Frage: so ein Burst an kosmischer Strahlung führt auf jeden Fall zu starken Ladungsverschiebungen in der Atmosphäre und Änderungen im Magnetfeld und damit zu Strömen in Überlandleitungen, Pipelines usw..

Zitat von Jongleur

Die Frage ist: woher kommt so viel kosmische Strahlung, dass sie solch gewaltige Mengen C14 erzeugen kann, wie sie sich in den Baumringen für die Miyake-Ereignisse nachweisen lässt? Hier ist die Astrophysik gefragt.

Wichtig ist dabei zu verstehen, dass es bei lebenden Organismen ein Gleichgewicht zwischen C12 und C14 gibt. Daher ist das in Baumringen enthaltene C14 zum Beispiel der Todeszeitpunkt dieses Baumes. Egal, ob natürlich oder aufgrund zum Beispiel des Fällens durch den Menschen.

Ab diesem Zeitpunkt läuft die C14-Uhr. Es wird kein neues C14 mehr eingelagert und aufgrund des Verhältnisses zwischen dem aktuell noch vorhandenen C14 im Verhältnis zum regulären C12 lässt sich abschätzen, wie alt die vorliegende Probe ist.

Zitat von Jongleur

Deine Statistik-Vergleiche sind leider mathematischer Unsinn, weil du individuelles Risiko mit dem Eintritt eines globalen Ereignisses vergleichst.

Das war auch nicht bierernst gemeint. Meine Statistik-Vorlesung ist schon eine Weile her.

Aber wie hoch ist denn mein individuelles Risiko, dass mich das Miyake- Phänomen (globale Auswirkungen) trifft bei 1% Eintrittswahrscheinlichkeit in den nächsten 10 Jahren, die ich auch noch erleben werde?

Ich habe mich jetzt mal etwas in das Thema eingelesen.

Eigentlich ist die Bezeichnung Miyake-Event falsch. Richtig wäre die Bezeichnung Miyake-Signal für erhöhte C14-Werte in alten Baumringchroniken.
Denn welche Events dahinter stehen, und es scheinen zwei, vielleicht auch drei, verschiedene zu sein, ist ja unklar.

Kandidat Nummer Eins: Ein Gammastrahlenausbruch GRB in der Nähe, wobei Nähe relativ zu verstehen ist.
Der führt zu globaler Erhöhung von C14, gleichmäßig in allen Regionen. Außerdem würde die damit verbundene starke Strahlung alle möglichen Schäden verursachen, von Krebs bis zur Beschädigung von Elektronik. Weder Krebs noch Elektronikschäden haben in früherer Zeit ein Problem dargestellt , die Leute sind überwiegend an Infektionskrankheiten, Hungersnot, Krieg gestorben, da spielte Krebs keine Rolle.
Problem bei GRBs: es gibt praktisch keine Vorwarnzeit, und auch kaum eine Schutzmöglichkeit, außer Bunker unter der Erde. Allerdings würde ein GRB auch nur eine Seite der Erdkugel treffen, die andere Hälfte wäre nicht direkt von der Strahlung, sondern nur von den Folgen, wie zB Schädigung der Ozonschicht, betroffen.

Kandidat Nummer Zwei: die Sonne.
Von der Sonne ist bekannt, dass sie Flares, also Energieausbrüche oder einen koronalen Massenauswurf bis zu einer Energie verursachen kann, die der Stärke des bekannten Carrington-Events entsprechen. So einen Ausbruch dieser Stärke gab es übrigens auch 2012, hat die Erde zum Glück verfehlt.

Höhere Energien geben die Eigenschaften der Sonne (Rotationsgeschwindigkeit und Stärke des Magnetfelds) eigentlich nicht her, abre natürlich wird schon lange daran geforscht, ob nicht die Sonne auch sogenannte Superflares produzieren kann, die man bei anderen Sternen beobachtet, und die bis zum zehmtausendfachen an Energie eines Carrington-Events beinhalten. Dazu kann man sagen, dass der Faktor zehntausend ziemlich sicher ausgeschlossen ist. Das gibt die Sonne einfach nicht her, zum Glück. Aber einen Faktor zehn oder hundert könnte man sich schon vorstellen, zB falls die Sonne ab und zu, alle paar tausend Jahre, in eine aktivere Phase gerät, mit mehr Sonnenflecken und stärkeren Magentfeldern. Die Rotationsgeschwindigkeit kann sich natürlich nicht so einfach ändern. Eine aktive Phase der Sonne könnte auch erklären, dass manche Miyake-Signale auf eine Dauer von mehreren Jahren, in einem Falle sogar von zehn Jahren, hindeuten.
Die Auswirkungen eines solchen starken solaren Ausbruchs wären im Prinzip dieselben wie bei einem Carrington-Event: starke Störungen im Magnetfeld, Schäden vor allem an Überlandleitungen und Trafostationen. Sonstige Elektrik und Elektronik sollte, insbesondere wenn sie vom Netz getrennt ist keinen Schaden nehmen. Krebs und Strahlenschäden wie bei einem Gammastrahlenausbruch würde es auch nicht vermehrt geben, außer in den Polregionen.
Das beruhigende dabei: die Sonne mit ihrer Aktivität steht seit einigen Jahren unter ständiger Beobachtung mit Satelliten. Es gibt entsprechende Warnmechanismen und die Vorwarnzeit beträgt zwischen 17 und 36 Stunden. Unklar ist allerdings, wie weit Netzbetreiber darauf vorbereitet sind, im konkreten Fall zu reagieren, bis hin zur kompletten Netzabschaltung für die Dauer des Sonnensturms. Und sollten Schäden im Netz, vor allem an Trafos entstehen, könnte die Behebung Jahre dauern, weil solche Trafos immer Spezialanfertigungen sind. Es gibt Studien, die durchaus Schäden in Billionenhöhe vorhersagen. Aber eben auch nicht das Ende der Zivilisation, wie in manchen reißerischen Artikeln.

Kandidat Nummer Drei: Noch unbekanntes Phänomen.

https://en.wikipedia.org/wiki/Carrington_Event
https://de.wikipedia.org/wiki/Koronaler_Massenauswurf
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_solar_storms
https://en.wikipedia.org/wiki/Superflare