Bereits 1993 stieß Carl Sagan auf ein Rätsel. Das Galileo-Raumschiff entdeckte Blitze von der Erde, und niemand konnte herausfinden, was sie waren. Sie nannten sie "Spiegelreflexionen" und erschienen über Meeresgebieten, aber nicht über Land.
Die Bilder wurden von der Galileo-Raumsonde während eines ihrer gravitationsunterstützenden Vorbeiflüge an der Erde aufgenommen. Galileo war auf dem Weg zum Jupiter, und seine Kameras wurden zurückgedreht, um die Erde aus einer Entfernung von etwa 2 Millionen km zu betrachten. Dies alles war Teil eines Experiments, das darauf abzielte, Leben auf anderen Welten zu finden. Wie würde eine lebende Welt aus der Ferne aussehen? Warum nicht die Erde als Beispiel nehmen?
Schneller Vorlauf bis 2015, als die National Oceanographic and Atmospheric Administration (NOAA) das Raumschiff Deep Space Climate Observatory (DSCOVER) startete. DSCOVERs Aufgabe ist es, die Erde eine Million Meilen entfernt zu umkreisen und uns vor gefährlichem Weltraumwetter zu warnen. Die NASA verfügt über ein leistungsstarkes Instrument auf DSCOVER, die Earth Polychromatic Imaging Camera (EPIC).
EPIC nimmt stündlich Bilder von der sonnenbeschienenen Seite der Erde auf. Diese Bilder können auf der EPIC-Website eingesehen werden. (Probieren Sie es aus, es ist super cool.) Die Leute bemerkten die gleichen Blitze, die Sagan sah, Hunderte von ihnen in einem Jahr. Auch die für EPIC zuständigen Wissenschaftler bemerkten sie.
Einer der Wissenschaftler ist Alexander Marshak, stellvertretender DSCOVR-Projektwissenschaftler am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland. Zuerst bemerkte er sie nur über Meeresgebieten, genau wie Sagan vor 25 Jahren. Erst als Marshak anfing, sie zu untersuchen, wurde ihm klar, dass Sagan sie auch gesehen hatte.
Bereits 1993 schrieben Sagan und seine Kollegen ein Papier, in dem sie die Ergebnisse von Galileos Untersuchung der Erde diskutierten. Dies ist, was sie über die Reflexionen sagten, die sie bemerkten: "Große Flächen des blauen Ozeans und scheinbare Küsten sind vorhanden, und eine genaue Untersuchung der Bilder zeigt eine Region der [spiegelartigen] Reflexion im Ozean, aber nicht an Land."
Marshak vermutete, dass es eine einfache Erklärung für die Blitze geben könnte. Sonnenlicht trifft auf einen glatten Teil eines Ozeans oder Sees und wird direkt zum Sensor reflektiert, als würde man ein Blitzbild in einem Spiegel aufnehmen. War es wirklich so ein Rätsel?
Als Marshak und seine Kollegen sich die Galileo-Bilder mit den Blitzen noch einmal anschauten, fanden sie etwas, das Sagan 1993 übersehen hatte: Die Blitze erschienen auch über Landmassen. Und als sie die EPIC-Bilder betrachteten, fanden sie Blitze über Landmassen. Eine einfache Erklärung wie Licht, das von den Ozeanen reflektiert wird, war also nicht mehr im Spiel.
"Wir haben auch einige sehr helle Blitze über Land gefunden." - Alexander Marshak, stellvertretender Projektwissenschaftler des DSCOVR
"Wir haben auch über Land einige sehr helle Blitze gefunden", sagte er. „Als ich es zum ersten Mal sah, dachte ich, vielleicht gibt es dort etwas Wasser oder einen See, von dem die Sonne reflektiert wird. Aber der Glanz ist ziemlich groß, also war es nicht so. "
Aber etwas verursachte die Blitze, etwas Reflektierendes. Marshak und seine Kollegen Tamas Varnai von der University of Maryland, Baltimore County, und Alexander Kostinski von der Michigan Technological University überlegten, wie Wasser die Blitze verursachen könnte.
Der Hauptkandidat waren Eispartikel hoch in der Erdatmosphäre. In großer Höhe liegende Zirruswolken enthalten winzige Eisplättchen, die nahezu perfekt horizontal ausgerichtet sind. Das Trio von Wissenschaftlern führte einige Experimente durch, um die Ursache der Blitze zu finden, und veröffentlichte ihre Ergebnisse in einem neuen Artikel, der in Geophysical Research Letters veröffentlicht wurde.
"Lightning kümmert sich nicht um die Sonne und den Standort von EPIC." - Alexander Marshak, stellvertretender Projektwissenschaftler des DSCOVR
Als Details ihrer Studie katalogisierten sie zunächst alle reflektierenden Schimmer, die EPIC über Land gefunden hatte. 866 von ihnen in einem Zeitraum von 14 Monaten von Juni 2015 bis August 2016. Wenn diese Blitze durch Reflexion verursacht würden, würden sie nur an Orten auf dem Globus auftreten, an denen der Winkel zwischen Sonne und Erde mit dem Winkel zwischen dem DSCOVER-Raumschiff und der Erde übereinstimmt . Als die 866 Glitzer katalogisiert wurden, stellten sie fest, dass der Winkel übereinstimmte.
Dies schloss so etwas wie einen Blitz als Ursache für die Blitze aus. Aber als sie ihre Arbeit fortsetzten, um die Winkel zu zeichnen, kamen sie zu einem anderen Schluss: Die Blitze waren Sonnenlicht, das von horizontalen Eiskristallen in der Atmosphäre reflektiert wurde. Andere Instrumente auf DSCOVR bestätigten, dass die Reflexionen eher von hoch in der Atmosphäre als von irgendwo auf der Oberfläche kamen.
„Die Quelle der Blitze liegt definitiv nicht am Boden. Es ist definitiv Eis und höchstwahrscheinlich Sonnenreflexion von horizontal ausgerichteten Partikeln. " -Alexander Marshak, stellvertretender DSCOVR-Projektwissenschaftler
Geheimnis gelüftet. Aber wie so oft in der Wissenschaft führt die Beantwortung einer Frage zu ein paar anderen Fragen. Könnte die Erkennung dieser Schimmer bei der Untersuchung von Exoplaneten irgendwie verwendet werden? Aber das muss die Weltraumwissenschaftler beantworten.
Marshak ist ein Erdwissenschaftler. Er untersucht, wie häufig diese horizontalen Eispartikel sind und welche Auswirkungen sie auf das Sonnenlicht haben. Wenn dieser Einfluss messbar ist, könnte er in die Klimamodellierung einbezogen werden, um zu verstehen, wie die Erde Wärme speichert und abgibt.
Quellen:
- Die EPIC-Ansichtspunkte der NASA blinken auf der Erde
- Eine Suche nach Leben auf der Erde vom Galileo-Raumschiff aus
- Terrestrisches Glitzern aus dem Weltraum: Orientierte Eiskristalle vom Lagrange-Punkt aus
