„Schilde hoch!“ – in der Science-Fiction ertönt dieser Befehl immer dann, wenn dem Raumschiff Gefahr droht. Auf Knopfdruck hüllt dann ein unsichtbarer Schutzpanzer das Schiff ein und schirmt es vor tödlicher Strahlung, Waffen und unerwünschten Eindringlingen ab. Schutzschilde dieser Art sind zumindest für unsere Raumsonden bisher reine Zukunftsmusik.
Unser Planet jedoch besitzt solche Schutzschirme schon seit Milliarden Jahren – glücklicherweise. Denn ohne sie gäbe es weder uns Menschen noch die anderen auf der Erde entstandenen Lebensformen. Schon die allerersten Zellen wären von kosmischer Strahlung vernichtet, von der Sonne gegrillt oder von der Kälte des Weltraums schockgefrostet worden. Dank einer mehrschichtigen Schutzhülle aber blieb ihnen das erspart.
Gestaffelte Schilde
Der Aufbau des planetaren Schutzschilds und seine Wirkung könnte dabei von einem Raumschiff-Ingenieur nicht besser erdacht sein. Schon zehntausende Kilometer weit draußen liegt die erste Schutzbarriere: Das Erdmagnetfeld wirkt als Deflektor und lenkt einen Großteil der kosmischen Strahlung und des Sonnenwinds von uns ab.
Ein weiterer Teil des energiereichen Bombardements wird direkt dahinter im Van-Allen-Gürtel eingefangen. Ein in diesen Strahlengürtel eingebetteter Plasmaschild sorgt dafür, dass die ultraschnellen Elektronen des äußeren Rings nicht weiter nach innen durchdringen können. Starke Sonnenstürme fängt dann der Innere Van-Allen-Gürtel ab.
Nur ein kleiner Teil kommt durch
Schon ziemlich dicht an der Erdoberfläche liegen die wichtigsten Strahlenschutzschilde unseres Planeten. Als erstes absorbiert die Ionosphäre einen Großteil der harten Strahlung aus dem All. Dahinter folgt die Ozonschicht – unser wichtigster UV-Schutzmantel. Weiter innen sorgt dann die zunehmende dichtere Lufthülle unserer Atmosphäre für weiteren Strahlenschutz.
Zusammengenommen lässt das „atmosphärische Fenster“ der Erdatmosphäre von der ganzen Bandbreite des elektromagnetischen Spektrums nur einen winzigen Teil zu uns auf der Erdoberfläche durch. Das ist für einige Gebiete der Astronomie ärgerlich, für uns Erdbewohner aber lebensrettend. Sichtbares Licht, Nahinfrarot und einige Wellenbereiche des fernen Infrarot dringen hindurch. Auch für Radiowellen von Zentimetern bis zu 20 Metern Wellenlänge können die gestaffelten Schilde passieren.
Draußen bleiben müssen der größte Teil der Infrarot- und der UV-Strahlung sowie die ionisierende Röntgen- und Gammastrahlung. Auch die energiereichen Teilchen der Sonnenstürme und der kosmischen Strahlung werden von den irdischen Schilden aufgehalten. Wie sie genau funktionieren und welche teilweise dramatischen Ereignisse sich dabei abspielen, erkunden wir nun auf einer Reise durch die planetare Schutzhülle der Erde.
Nadja Podbregar
Stand: 15.07.2016
