Elektrisches Universum

Strommast vor dem Abendhimmel

Teil I – Elektrische Phänomene

Wie viel Elektrizität gibt es im Universum? Diese Frage ist nicht eindeutig zu beantworten, wir vermuten aber, dass es eine ganze Menge ist! Während die meisten Menschen über Elektrizität als etwas denken, dass sie zu Hause, im Auto und am Telefon verbrauchen, ist Elektrizität in Wahrheit überall vorhanden. Und nicht nur hier auf der Erde. 

Elektrizität ist überall dort vorhanden, wo wir Plasma finden. Plasma ist in der Physik einer der vier Grundzustände der Materie. (https://en.wikipedia.org/wiki/Plasma)

99,999% des Universums befinden sich im Plasmazustand, was bedeutet, dass Magnetfelder und Ströme fast überall vorhanden sind. Elektrizität kommt in vielen natürlichen Phänomenen vor, von denen einige geradezu erstaunlich und seltsam sind. Möchten Sie mehr über die seltsame und verrückte Welt der Elektrizität erfahren? Dann lesen Sie hier weiter.

Kugelblitz

Diese Art von Beleuchtung  bewegt sich, wie ihr Name bereits vermuten lässt, in Kugelform und ist extrem gefährlich. Auf der anderen Seite ist sie äußerst geheimnisvoll. Niemand kann dieses Phänomen genauer erklären, daher wird es oft mit dem Paranormalen verwechselt. Ein russisches Videoaus dem Jahr 2019 entlang der Eisenbahnschienen zeigt, wie unheimlich Kugelblitze aussehen können und warum manche sie mit Geistern oder Außerirdischen verwechseln.   

Wissenschaftler haben bereits versucht, Kugelblitze im Labor nachzustellen. Ein interessanter Fakt:- Zeugen haben behauptet, dass Kugelblitze den Geruch von Erde oder Schwefel haben. Daraus lässt sich schließen, dass es einen irdischen Ursprung geben muss.

Andere Theorien besagen, dass sie an Erdbeben gebunden sind, um Glas herum geschehen können, durch Mikrowellenstrahlung verursacht werden oder dass es sich lediglich um menschliche Halluzinationen handelt. Es scheint zwar genügend Augenzeugenberichte und aktuelles Videomaterial zu geben, um die letzte Theorie zu widerlegen, aber wer weiß das schon mit Sicherheit? Das einzige, was wir aber wirklich mit Sicherheit sagen können: Gehen Sie Kugelblitzen unbedingt aus dem Weg. 

Aurora Borealis

Lassen Sie uns über Aurora Borealis, Aurora Australis, die Nordlichter, Südlichter und Polarlichter sprechen. Es ist ein- und dasselbe Phänomen! Sie unterscheiden sich nur geografisch.   

Um diesen Effekt zu verstehen, müssen wir etwas über Sonnenwinde lernen. Diese Winde sind eigentlich ein Plasmastrom mit geladenen Teilchen aus der Korona der Sonne, die Überschallgeschwindigkeit erreichen. Wenn sie die Magnetosphäre der Erde erreichen, beginnt der Zauber. Ist es komplizierter als das? Und ob! Viele Bedingungen müssen stimmen, damit die Lichter nachts leuchten, aber vieles davon hat mit der Art der Teilchen zu tun, die in unsere Richtung geblasen werden, und mit der Geschwindigkeit, mit der sie in die obere Atmosphäre auftreffen. Und natürlich sind sie vom Breitengrad abhängig. Im Norden sollte man sich für einen magnetischen Breitengrad über 55° mit geringer Lichtverschmutzung entscheiden. Im Süden ist es etwas komplizierter, weil dort weniger Landmasse vorhanden ist. Die Optionen sind im Grunde auf Tasmanien oder Neuseeland und natürlich auf die Antarktis beschränkt. 

Die Polarlichter sind wahrscheinlich das bekannteste Phänomen auf unserer Liste und wahrscheinlich das am besten dokumentierte von allen, die hier aufgelistet sind. Aber das macht sie nicht weniger schön

Eine Familie beobachtet Polarlichter

Biolumineszenz und elektrische Tiere

Einige Quallen zeigen Biolumineszenz und leuchten tief im Ozean in einem schönen Blau. Das Leuchten wird durch ein grün fluoreszierendes Protein erzeugt, das in der Wissenschaft allgemein als GFP (grün fluoreszierendes Protein) bekannt ist. Ein Technologieteam der schwedischen Universität brachte GFP auf Aluminiumelektroden auf und setzte es dann unter ultraviolettes Licht. Das Protein setzte Elektronen frei, die einen Stromkreislauf durchlaufen, um Strom zu erzeugen! So kann Elektrizität ohne eine externe Lichtquelle erzeugt werden. Wer hätte gedacht, dass Quallen so nützlich sein könnten? Das mittlere grüne Protein wurde zur Herstellung von Brennstoffzellen verwendet! Diese können für kleine Geräte verwendet werden, die in den menschlichen Körper eingesetzt werden, um eine Krankheit zu diagnostizieren oder zu behandeln.   

Aber sie sind nicht die einzigen Tiere, die dies tun. Wenn Sie sogar nachts im Meer geschwommen sind, haben Sie vielleicht biolumineszierende Algen im Dienst des Wassers gesehen. Auch bekannt als Seefunkel, ist es eigentlich Plankton, das an der Oberfläche schwimmt und reagiert, wenn man an ihnen vorbei schwimmt.

Außerdem verwenden andere Tierarten Elektrizität für etwas anderes als zum Glühen. Denken Sie an den Zitteraal, der Elektrizität zur Betäubung von Beute und zur Kommunikation verwendet. Aber es stellt sich heraus, dass es viele andere, weniger bekannte elektrische Fische gibt, einige mit starker Elektrizität (von 10 bis 860 Volt mit einer Stromstärke von bis zu Ampere).

Kobolde, Elfen, Gnome und Feen

Wenn wir diese Begriffe hören, denken wir natürlich zuerst an ein Märchen. Hierbei handelt es sich aber auch um Begriffe für elektrische Phänomene. Sie gehören zu dem Oberbegriff des oberatmosphärischen oder ionosphärischen Blitzes.

Beginnen wir mit den Kobolden. Diese sind riesige elektrische Entladungen, die über Gewitterwolken in der Troposphäre auftreten. Sie befinden sich in einer Höhe von 50 bis 90 Kilometern. Sie sind also elektrische Entladungen von Licht auf eine tiefer liegende Gewitterwolke oder den Boden. Optisch erinnern sie an Quallen mit hängenden Tentakeln. Ihr Name ist ein Hinweis darauf, wie schwer sie zu finden sind. Einigen wir uns einfach auf den Namen Quallenkobold.

ELVES sind Lichtemissionen und sehr niederfrequente Störungen durch elektromagnetische Impulsquellen. Wir haben uns das Akronym nicht ausgedacht! Aber es passt perfekt in diese Kategorie. Im Gegensatz zu ihren lebendigen Verwandten erzeugen ELVES ein schwaches, flaches, sich ausdehnendes Leuchten, das eine Millisekunde anhält. Sie treten in einer Höhe von etwa 100 km auf und sind damit die höchstgelegenen atmosphärischen Ereignisse. 

Gnome sind winzig kleine weiße Blitze, die an der Spitze einer Gewitterwolke auftreten. Ihre kleineren Verwandten, die Feen, sind weniger als 100 Meter breit und blinken an der Spitze einer Wolke. Wie niedlich!   

Gewitter am Abendhimmel

Dunkler Blitz

Ein dunkler Blitz ist dagegen überhaupt nicht schön. Tatsächlich kann man ihn gar nicht sehen. Er tritt bei regelmäßigen Gewittern auf, neben normalen hellen Blitzen. Aber es gibt Blitze, die unsichtbar sind, und sie bestehen aus Röntgen- und Gammastrahlen. Die Kraft der dunklen Blitze ist stärker als die der sichtbaren, aber sie verflüchtigen sich schneller als der normale Blitz, den wir sehen.  Willkommen auf der dunklen Seite! 

Da er für uns unsichtbar ist, können wir ihn nur mit einem Strahlungsdetektor aufspüren. Und in der Tat würde es nicht schaden, von einem dunklen Blitz getroffen zu werden, aber man könnte eine unsichere Strahlendosis erhalten. Dies würde höchstwahrscheinlich dann passieren, wenn Sie sich während eines Gewitters in einem Flugzeug befinden

Der globale Kreislauf

Wer weiß, wo sich der größte Kreis im Universum befindet? Nun, aus unserer Sicht ist ein wirklich großer Kreislauf die ganze Erde! Zwischen der Atmosphäre und der Erde gibt es eine ständige Bewegung der Elektrizität. Änderungen der Sonneneinstrahlung und des Wetters tragen zu einem kontinuierlichen globalen elektrischen Strom bei. 

Im Grunde funktioniert es so: Gewitter sind dafür verantwortlich, dass negative Ladungen an die Oberfläche gebracht werden, und schönes Wetter wiederum entlädt diese Negativität allmählich. Merkwürdig ist dabei, dass sich bei sonnigem Wetter auch unsere negativen Stimmungen entladen. Ist das ein Zufall? 

Im Stromkreis der Erde herrscht eine beträchtliche Spannung. Ein typischer potenzieller Schönwettergradient beträgt 120 V/m. Auf dem gesamten Planeten gibt es einen allgemeinen Wert von 1800 Ampere. Aber diese Werte ändern sich mit dem Wetter und werden speziell durch Turbulenzen, Winde und Gewitter beeinflusst. Die Strömung kann mit einem täglichen Muster, der sogenannten Carnegie-Kurve, gemessen werden, die die täglichen Schwankungen der atmosphärischen Elektrizität misst.

Schmutzige Gewitter

Handelt es sich um ein Ereignis, das passiert, wenn ein Tornado auf einen Vulkan trifft? Nein, das sind Texte aus einem Lied von Eminem & Rihanna. Schmutzige Gewitter  entstehen, wenn ein Gewitter auf einen Vulkan trifft. Es ist immer noch mega cool und entsteht, wenn die Aschepartikel eines Vulkanausbruchs zusammenstoßen und in der Vulkanfahne Strom erzeugen. Im Gegensatz zu normalen Gewittern sind keine Eiskristalle erforderlich. 

Das Ergebnis ist so spektakulär, wie es sich anhört

Elmsfeuer

"Ich kann den höchsten Berg besteigen, das breiteste Meer überqueren. Ich fühle das Elmsfeuer in mir brennen." - John Parr. 

Elmsfeuer ist nicht nur ein großartiger Titelsong zu einem fantastischen Film der 80er Jahre, sondern ein echtes elektrisches Phänomen. Benannt nach St. Elmo, dem Schutzpatron der Seeleute, tritt es oft auf Schiffen auf, was von den Überfliegern lange als gutes Omen betrachtet wurde. Es kann aber auch überall dort auftreten, wo sich scharfkantige Gegenstände, wie Schornsteine, Flugzeugflügel, sogar auf den Spitzen von Stierhörnern befinden. Und es hat einen Ton, der summt. Sowie eine Farbe, die oft als blau oder violett beschrieben wird.

Es ist wirklich eine Form von Plasma. Um ein spitzes Objekt herum wird ein elektrisches Feld erzeugt, und die Luftmoleküle werden ionisiert. Das kann jederzeit passieren, aber bei Gewittern ist das Elmsfeuer wahrscheinlicher, weil die Unterschiede zwischen den Wolken und dem Boden größer sind. Scharfe Objekte senken die Spannung, weil das elektrische Feld dort konzentriert ist, wo die Krümmung stärker ist. Voilà! St. Elmo entzündet sich!  

Catatumbo Blitz

Es gibt zwar kein Lied für den Catatumbo Blitz , aber es sollte eines geben. Wenn Sie ein spanisches Lied über dieses Phänomen kennen, posten Sie es bitte in den Kommentaren. 

Der Catatumbo-Fluss liegt in Venezuela, und über der Mündung des Flusses, wo er in den Maracaibo-See mündet, gibt es ein ständiges Gewitter. Mit permanent meinen wir, dass es an genau dieser Stelle an 140-160 Tagen im Jahr Gewitter gibt. 

Obwohl sich die Häufigkeit und Intensität des Gewitters im Laufe des Jahres je nach den Jahreszeiten ändert, passiert es irgendwie immer. Das Wasser ist der Schlüssel. Wir könnten es den perfekten Sturm nennen. Die Winde vom See und den umliegenden Sümpfen treffen auf die Luft aus den Anden und zwei anderen Gebirgsketten. Die eine Quelle bringt heiße Luft, die andere Feuchtigkeit, und wenn all diese Systeme zusammenstoßen, kommt es zu ständigen Gewittern mit regelmäßigen Blitzen.  

Die Mündung des Catatumbo-Flusses befindet sich im Staat Zulia in Venezuela, einem der bevölkerungsreichsten Gebiete des Landes, in dem auch viele natürliche Ressourcen, darunter Öl und Gas, zu finden sind.

Die schräge und verrückte Welt der Elektrotechnik

Hat Ihnen unsere Zusammenfassung des weltweiten, eigentlich sogar universellen, elektrischen Phänomens gefallen? Dies ist nur der erste Artikel in unserer Serie über das elektrische Universum. Zu den kommenden Themen gehören: Elektrizität in Mythos und Legende, elektrischer Sport und eine kurze Geschichte der Elektrizität.

Bleiben Sie dran & bleiben Sie sicher! Zzzzzzzt! 

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