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Ein Sonnensturm schleudert geladene Teilchen Richtung Erde. Dort können Polarlichter die Folge sein – oder Probleme mit Strom- und Funknetzen sowie dem Internet. (Archivbild)
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Ein Sonnensturm schleudert geladene Teilchen Richtung Erde. Dort können Polarlichter die Folge sein – oder Probleme mit Strom- und Funknetzen sowie dem Internet. (Archivbild)

Weltraumwetter

Forscherin warnt: Heftiger Sonnensturm könnte „Internet-Apokalypse“ auslösen

  • Tanja Banner
    VonTanja Banner
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Ein heftiger Sonnensturm kann die Erde mit geladenen Teilchen bombardieren, die auf der Erde allerhand Probleme verursachen können – auch die Internet-Infrastruktur ist in Gefahr.

Frankfurt – Die Sonne ist ein Garant für Leben auf der Erde: Sie liefert Licht und Wärme in genau der richtigen Menge, sodass einst Leben entstehen konnte und auf der Erde seitdem existieren kann. Doch die Sonne kann auch gefährlich sein – und zwar nicht nur im Hinblick auf UV-Strahlen, die beim Menschen Hautkrebs auslösen können. Eruptionen auf der Sonne können die Erde mit geladenen Teilchen bombardieren. Solche geomagnetischen Stürme können allerhand Unheil auf der Erde anrichten, vor allem Stromnetze, Funknetze und Satelliten sind gefährdet.

Das ist soweit eigentlich bekannt, doch nun macht die Forscherin Sangeetha Abdu Jyothi von der University of California auf einen Aspekt aufmerksam, der bisher kaum beachtet wurde. Bei der Konferenz „Sigcomm 2021“ (Special Interest Group on Data Communication) sprach Abdu Jyothi darüber, was ein großer Sonnensturm auf der Erde auslösen könnte: Eine „Internet-Apokalypse“. In einem Paper, über das die Forscherin bei der Konferenz berichtet hat, erklärt sie, wie wichtig das Internet mittlerweile für die Wirtschaft ist: Falle das Internet in den USA* für einen ganzen Tag aus, werde der Schaden auf mehr als sieben Milliarden US-Dollar geschätzt.

Weltraumwetter: Gewaltiger Sonnensturm könnte „Internet-Apokalypse“ auslösen

„Was mich zum Nachdenken gebracht hat, war die Corona*-Pandemie, die gezeigt hat, wie unvorbereitet die Welt war“, erklärt Abdu Jyothi gegenüber Wired.com. „Es gab kein Protokoll, um effektiv mit Corona umzugehen und es ist im Prinzip das Gleiche bei der Widerstandsfähigkeit des Internets“, so Abdu Jyothi weiter. Die Infrastruktur sei nicht auf große solare Ereignisse vorbereitet, oder wie die Forscherin es ausdrückt: „Wir haben ein sehr beschränktes Verständnis davon, welches Ausmaß der Schaden annehmen würde.“

Als eine besonders kritische Schwachstelle der Internet-Infrastruktur sieht die Forscherin die Unterseekabel und andere längere Verbindungskabel. Die Glasfasern darin seien zwar nicht empfindlich gegenüber elektromagnetischen Störeinflüssen – die Repeater, die in Abständen von 50 bis 150 Kilometern verbaut seien, um die Signale zu verstärken, seien jedoch sehr wohl anfällig. Und auch Satellitenkommunikation sei bei einem großen Sonnensturm wohl kaum noch möglich, da die Satelliten genau wie die Erde von den geladenen Teilchen getroffen werden können – und anders als die Erde nicht durch die Atmosphäre geschützt werden.

„Internet-Apokalypse“ nach einem Sonnensturm: Unterseekabel sind besonders gefährdet

Die Forscherin hat in ihrem Paper verschiedene Erkenntnisse zusammengetragen:

  • Unterseekabel sind gefährdeter als Kabel an Land – weil sie länger sind und mehr Repeater zum Einsatz kommen.
  • Das Internet in den USA ist sehr anfällig für eine Leitungsunterbrechung nach Europa.
  • Das Internet in Europa ist gefährdet, aber widerstandsfähiger, weil eher kürzere Kabel zum Einsatz kommen.
  • Asien hat eine relativ hohe Widerstandsfähigkeit – Singapur dienst als Hub mit Verbindungen in mehrere Länder.
  • Die Verteilung der Internet-Infrastruktur konzentriert sich auf höhere Breitengrade, die anfälliger für Sonnenstürme sind.

Sonnenstürme können auf der Erde massive Schäden hinterlassen

Auch wenn Sonnenstürme wie etwas aus einem Science-Fiction-Film klingen: Sie sind real. Im Normalfall schützt die Atmosphäre und das Magnetfeld die Erde vor den geladenen Teilchen, die von Sonnenstürmen ausgehen. Doch sehr starke Sonnenstürme sind auf der Erde trotzdem spürbar und haben schon merkliche Schäden verursacht. Der stärkste bisher gemessene Sonnensturm auf der Erde war das sogenannte „Carrington-Ereignis“ im Jahr 1859. Damals verursachte das Eintreffen der geladenen Teilchen Ausfälle des Telegrafen-Netzwerks in Nordamerika und Europa, Polarlichter konnten selbst in Rom und auf Hawaii beobachtet werden. Die Auswirkungen klingen verhältnismäßig gering – doch das liegt nur daran, dass der geomagnetische Sturm des „Carrington-Ereignisses“ die Erde zu einer Zeit getroffen hat, als elektrische Geräte noch nicht weit verbreitet waren.

Heute sieht das anders aus. Würde ein Sonnensturm mit der Stärke des „Carrington-Ereignisses“ heute auf die Erde treffen, wären die Auswirkungen gravierend. Eine Studie aus dem Jahr 2013, welche die Folgen eines „Carrington-Ereignisses“ auf das aktuelle US-Stromnetz untersucht hat, zeigt, dass 20 bis 40 Millionen Menschen für bis zu zwei Jahre ohne Strom sein dürften, die ökonomischen Kosten sollen sich demnach alleine in den USA auf bis zu 2,6 Billionen US-Dollar belaufen.

Riesiger Sonnensturm: Erde ist 2012 knapp einer Katastrophe entgangen

Tatsächlich ist die Erde in den vergangenen Jahren nur knapp an einer solchen Katastrophe vorbeischrammt: Im Juli 2012 hat ein geomagnetischer Sturm von der Größe des „Carrington-Ereignisses“ die Erde nur knapp verfehlt*, teilte die US-Raumfahrtorganisation Nasa im Jahr 2014 mit. Damals erklärte der Physiker Pete Riley, es sei gar nicht so unwahrscheinlich, dass die Erde in den nächsten zehn Jahren von einem Sonnensturm der „Carrington“-Stärke getroffen werde. Die Wahrscheinlichkeit liege seinen Analysen zufolge bei bis zu zwölf Prozent.

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Sonnenstürme sind eine reale Bedrohung für die Erde

Auch Sangeetha Abdu Jyothi warnt: Sonnenstürme seien eine „reale Bedrohung mit einer erheblichen Wahrscheinlichkeit, kurz- oder langfristig aufzutreten“. Doch es gibt ein Problem: Zwar gibt es Warnsysteme, die eintreffende Sonnenstürme etwa 13 Stunden vorher melden können – doch gegen die Auswirkungen eines geomagnetischen Sturms auf der Erde gibt es kaum Abwehrmaßnahmen. Deshalb sollte die Internet-Infrastruktur rechtzeitig vorbereitet werden, schlägt Abdu Jyothi vor. Unter anderem empfiehlt die Forscherin, mehr Verbindungskabel in Mittel- und Südamerika legen, da die Regionen weniger anfällig für Sonnenstürme sind und so möglicherweise die Verbindung nach Europa und Asien bestehen bleibt. Der wissenschaftliche Hintergrund: Der Schutz des Magnetfelds der Erde ist in den Polargebieten und in großen Höhen geringer, die Auswirkungen der Sonnenstürme sind dort stärker – weshalb man Polarlicht, das ebenfalls von Sonnenstürmen ausgelöst wird*, hauptsächlich in den Polregionen bewundern kann.

Ein weiterer Vorschlag von Abdu Jyothi: Eine Shutdown-Strategie sollte erarbeitet werden, in der festgehalten wird, wie Netzbetreiber reagieren sollten, wenn ein starker Sonnensturm angekündigt ist. Man könnte über ein vorsorgliches Abschalten der Systeme nachdenken, sollte sich aber auch Gedanken machen, wie man nach einem Sonnensturm das Netz wieder aufbaut, heißt es im Paper. Auch Internet-Satellitennetze wie „Starlink“* von SpaceX* sollten daraufhin überprüft werden, was bei einem geomagnetischen Sturm geschieht, empfiehlt die Forscherin. Ihr Paper schließt sie mit einer allgemeinen Empfehlung: „Es ist für die langfristige Widerstandsfähigkeit des Internets entscheidend, dass wir diese Gefahr ernst nehmen und rechtzeitig die Verteidigung planen.“ (Tanja Banner) *fr.de ist ein Angebot von IPPEN.MEDIA.

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