Natur: Schutzschild der Erde

Der Ausstieg aus der Atomkraft beschäftigt in Deutschland die Gemüter, weil der radioaktive Abfall aus den Kernkraftwerken nicht 
dauerhaft sicher entsorgt werden kann.

  1. Allerdings ist die lebensspendende Sonne selbst ein „Kernreaktor“, allerdings ein genial konstruierter. Die riesige Gravitationskraft  presst auf der Oberfläche den dort befindlichen Wasserstoff derart kräftig zusammen, dass er dabei zu Helium zusammenschmilzt. (Die Wasserstoffbombe bewirkt im Kleinen dasselbe durch Implosion.) Im Inneren unserer Sonne entstehen Elemente höherer Ordnung durch Kernfusion. Bei allem entsteht eine für uns unvorstellbare Energie aber leider auch die Strahlung, die von irdischen Atomreaktoren und ihren Abfallprodukten ausgestrahlt werden.
  2. Die radioaktive Strahlung der Sonne nennt man „Sonnenwind“. Er enthält α-, β-  und γ-Strahlen, Strahlen, die auch bei Atomreaktoren oder Atombomben anfallen. α-Teilchen sind zweimal positiv geladene Helium-Kerne, β-Teilchen hingegen schnelle negative Elektronen. Die γ-Strahlung besteht aus kurzwelligen, energiereichen elektromagnetischen Wellen. Alle drei Strahlungsarten schaden unserem Organismus, indem sie Körperzellen zerstören oder schwerwiegend schädigen.
  3. Wie geschieht es nun, dass der Sonnenwind uns nicht schaden kann?

Betrachten wir zunächst die α- und die β-Strahlung. Sie bilden im physikalischen Sinne elektrische Ströme. Auf sie wirkt im Magnetfeld eine Kraft, dessen Richtung durch die sog Dreifingerregel beschrieben wird, welche der Physiker Michael Faraday 1831 entdeckte. Diese Kraft zeigt in Richtung des Daumens der linken Hand, wenn der Zeigefinger
in Richtung der magnetischen Feldlinien und der Mittelfinger in die Richtung des Stromes zeigt. (*) Das führt bei einem homogenen Magnetfeld zu einem kreisförmigen Strom, wenn die Ladungsträger senkrecht zu den magnetischen Feldlinien einfallen, so wie es die Skizze unten links veranschaulicht.

Rechts daneben sehen wir die fotographische Aufnahme einer arbeitenden Fadenstrahlröhre, durch die diese Theorie experimentell untermauert wird. Ein kreisförmiger Elektronenstrom wird dort sichtbar gemacht, wo der Elektronenstrahl senkrecht auf die Magnetfeldlinien trifft. Rechts außen sehen wir einen spiralförmigen Elektronenstrahl, der sich immer dann ergibt, wenn kein rechtwinkliches Auftreffen vorliegt.
Was hat das jetzt mit der α- und der β-Strahlung der Sonne zu tun?
Dazu sehen wir uns einmal das Erdmagnetfeld an, so wie es in den unteren Skizzen dargestellt wird:

Der Sonnenwind, welcher in Richtung Erde einfällt, trifft die Magnetfeldlinien des Erdfeldes  in der Mitte des linken Bildes fast senkrecht. In diesen Bereich ist das Magnetfeld der Erde homogen. Dort entstehen Kreisströme, so wie diese im mittleren oberen Bild gezeigt werden. Da die Feldlinien zu den Polen hin geneigt sind, entstehen dort keine Kreisströme sondern spiralförmig verlaufende Ströme, so wie es im Fadenstrahlrohr rechts zu sehen ist. Diese spiralförmigen Ströme führen zu den Polen hin. Dabei drehen sich α-Teilchen zum einen Erdpol und β-Teilchen zum anderen hin und zwar aufgrund ihrer entgegengesetzten elektrischen Polungen.  Auf diese Weise wandern diese gefährlich schnellen Teilchen spiralförmig zum Nord- oder Südpol, je nachdem wo sie auf das Magnetfeld auftreffen. Durch die spiralförmige Wanderung zur Erdoberfläche hin wird ihr Weg durch die Luftsphären der Erde um einige Zehnerpotenzen verlängert. Auf ihrem langen Wege werden sie abgebremst. Kommen sie in die Nähe der Erdoberfläche,  dann ist ihre Geschwindigkeit durch die vielen Stöße mit Luftmolekülen so gering geworden, dass die Elektronen von Ionen eingefangen werden können. Die Helium-Kerne  bilden unter Anderem aus C12  das radioaktive  C14, welches dann 7% des gesamten Kohlenstoffvorates der Lufthülle ausmachen wird. Sollten einige Teilchen dennoch die Erdoberfläche erreichen, richten sie keinen Schaden mehr an. Im Gegenteil, am Nord- Pol  verursachen sie das bekannte Wetterleuchten.

Wie ist es nun mit der γ-Strahlung?
Unsere Ozonschicht aus schwerem Sauerstoff fängt sie auf und macht sie langwelliger. So entstehen aus ihr die Höhenstrahlung in den Bergen und die UV-Strahlung an den Meeren. Sie erzeugen unter unserer Haut das wichtige Vitamin B. Auf diese Weise erhalten wir von der Sonne nur das Beste, nämlich das ganze Spektrum  der elektromagnetischen Strahlung von der Wärmestrahlung bis hin zum UV-Licht. Dazu werden wir beschenkt mit einer  wunderschönen künstlerischen  Beigabe, dem nordischen Wetterleuchten! Im Übrigen bewirkt die Sonnenstrahlung die Photosynthese im Pflanzengrün, ohne welche die Pflanzen nicht wachsen könnten. Somit bilden die Sonnestrahlen eine fundamentale Vorraussetzung für das Leben von Pflanzen, Tieren und Menschen!
Ist das ganze nun Zufall oder Fügung? Das mag jeder für sich entscheiden! Für mich ist es ein deutlicher Hinweis auf einen Schöpfer, der im Gegensatz zu uns Menschen die Atomkraft beherrscht. Außerdem waren es christliche Forscher des 19. Und des 20.Jahrhunderts, welche diese Gesetzmäßigkeiten erforscht haben, die uns heute so wundervoll erscheinen. Daraus entnehme ich, dass es ihr Gott war, der dieses alles schuf und der ihnen hernach einen Blick für diese Wunder der Natur eröffnet hat, so dass sie diese Wunder nicht nur erklären konnten, sondern sie sich auch zunutze machen durften; denn Elektromotor und Generator beruhen auf den Gesetzmäßigkeiten, welche Faraday und andere christliche Naturforscher entdeckten.

Quellen:
(*) Christian Gerthsen „Physik“ Berlin 1964, S. 228

24.09.13 Kk

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