Mittwoch, 5. September 2012

Außerirdischer Rauch erzeugt mysteriöse nachtleuchtende Wolken


Nachtleuchtende Wolken in der oberen Schicht der Erdatmosphäre. Aufgenommen am 13. Juli 2012 von Bord der Internationalen Raumstation (ISS) aus. | Copyright: NASA

Hampton (USA) - Seit mehr als hundert Jahren rätseln Wissenschaftler über Wolken, die so hell bläulich-weiß leuchten, dass sie sogar nachts noch leuchtend am Himmel zu sehen sind. Jetzt haben US-Forscher herausgefunden, dass die nachtleuchtenden Wolken von Meteoroiden-Rauch erzeugt werden, der entsteht, wenn Meteoroiden in der Erdatmosphäre verglühen. Hinzu könnten die so zauberhaft leuchtenden Wolken auch zu einem Indikator für Leben auf fernen Planeten werden.

Bereits bekannt war, dass sich die sonderbaren Wolken in Höhen zwischen 80 und 85 Kilometern bilden und aus diesem Grund noch lange in die eigentlich dunkle Nacht hinein das Sonnenlicht reflektieren, auch wenn die Sonne schon längst hinter dem Horizont untergegangen ist (...wir berichteten).

Wie die Forscher um den Atmosphärenwissenschaftler James Russell von der Hampton University und Mark Hervig von der Raumfahrtfirma GATS Inc. Nun berichten, haben sie - eingebettet in die nachtleuchtenden Wolken - Spuren von "Meteoroiden-Rauch" entdeckt, die sie für die Keimzellen halten, um die herum sich die Wolken bilden.

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Russel ist zugleich der Chefwissenschaftler der NASA-Mission "Aeronomy of Ice in the Mesosphere" (AIM), die die Erforschung der Wolken an der Grenze zwischen Erdatmosphäre und Weltraum über den Polarregionen zum Ziel hat. Durch Messungen mit dem SOFIE-Instrument (Solar Occultation for Ice Experiment) konnten die Forscher ermitteln, dass rund 3 Prozent jedes Eiskristalls in den "noctilucent clouds" (NLCs) meteoroidischen und damit außerirdischen Ursprungs sind.

Treten Meteoroiden in die Erdatmosphäre ein, so verbrennen sie größtenteils dabei und hinterlassen eine Wolke auf Kleinstpartikeln die dann auf Höhen zwischen 70 und 100 Kilometern über der Erdoberfläche schweben. An diesen Partikeln, so erläutern die Forscher weiter, sammeln sich Wassermoleküle, die dann durch Nukleation (Keimbildung) zu Eiskristallen werden.

Für die Wissenschaftler ist das Studium dieser Keime in den nachtleuchtenden Wolken von besonderem Interesse, da sie sich an der Grenze zum Weltraum bilden, wo der Atmosphärendruck auf das Vakuum des Alls trifft. Unter diesen Bedingungen ist es eigentlich ungewöhnlich, dass sich zwei Wassermoleküle treffen, geschweige denn aneinanderhaften.

Meteoroiden-Rauch könnte nun aber das fehlende Bindeglied im Verständnis der NLCs darstellen. Rund um die Kleinstpartikel können, das zeigen die AIM-Messungen, Eiskristalle von 20 bis 70 Nanometern Größe wachsen. Zum Vergleich: Im Innern von Zirruswolken in der tieferen Atmosphäre, wo viel Wasser vorhanden ist, sind derartige Kristalle bis zu 100 Mal größer.

Die Meteor-Partikel erklären damit auch die elektrisierend bläuliche Färbung der nachteuchtenden Wolken, da sie für gewöhnlich kurzwelliges blaues Licht stärker streuen als langwelliges rotes Licht.


Vergleich des Auftretens nachtleuchtender Wolken 1880 und 1990. | Copyright: NASA

Während die nachtleuchtenden Wolken im 19. Jahrhundert noch ausschließlich über den höheren Breitegraden beobachtet werden konnten und wohl durch Vulkanasche hervorgerufen wurden, sind sie heute auch in mittleren Gefilden zu beobachten. Laut Russell ist der Grund hierfür der Klimawandel, innerhalb dessen der Methangehalt in der Atmosphäre seit dem 19. Jahrhundert anstieg. Methan, so der Forscher, steigere die Entstehungsrate nachtleuchtender Wolken zusätzlich: "Wenn Methan bis in die obere Atmosphäre aufsteigt, so oxidiert es in einer Reihe komplexer Reaktionen und bildet Wasserdampf. Dieser zusätzliche Wasserdampf steht dann wiederum für das Wachstum der Eiskristalle zur Verfügung, die die NLCs bilden."

Sollte dies der Fall sein, so könnte das Vorhandensein von nachtleuchtenden Wolken auf fernen Planeten auch zu einem Indikator für die Anwesenheit von Methan sein, das zumindest auf der Erde hauptsächlich durch biologische Prozesse entsteht.


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Quellen: NASA
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