Blitze entstehen durch kosmische Strahlung

Wie genau ein Gewitter Blitze auslöst, ist ein noch ungelöstes Rätsel der Wissenschaft.

Forscher vom Florida Institute of Technology präsentieren in der Zeitschrift Geophysical Research eine Theorie, die eine mögliche Erklärung bietet und Grundlage für die Messung elektrischer Felder im Gewitterinneren geben soll. Eine zentrale Rolle spielt dabei die kosmische Strahlung, die messbare Radiowellen in der Gewitterwolke hervorruft.

Frühere Forschungen zeigten zwar, dass Gewitterwolken beachtliche elektrisch geladene Regionen besitzen. Deren elektrische Durchbruchfeldstärke ist jedoch maximal sechsmal kleiner als die Stärke, die für das Auslösen eines Blitzes notwendig ist. Zudem können Blitze auch in Gewitterregionen mit schwachen elektrischen Feldern entstehen.

Die Vermessung dieser Regionen vor Ort, die hier Aufschluss geben würde, scheint technisch unmöglich. „Der Versuch, diese Regionen aufzuspüren, entmutigt nur. Denn Gewitter sind groß und die Chancen, dass ein Ballon genau die richtige Stelle findet, um zur richtigen Zeit den Auslöser eines Blitzes zu erfassen, verschwindend klein“, betont Hamid Ressoul, einer der beteiligten Wissenschaftler.

Die Forscher glauben die Lösung für das Problem gefunden zu haben. „Man kann die Messung auch von einem sicheren Ort am Erdboden aus machen, wenn sich bestätigt, dass die kosmische Strahlung für die Blitzauslösung eine Rolle spielt“, so Forschungsleiter Joseph Dwyer. Kosmische Strahlung besteht aus hochenergetischen Strahlen von Protonen, Elektronen und vollständig ionisierten Atomen, die ständig aus dem Weltall auf die Erdatmosphäre eintreffen.

In Verbindung mit den atmosphärischen Gasmolekülen bilden sie Teilchenschauer, das sind niederenergetische Teilchen, die sich lawinenartig vermehren und von der umgebenden Materie abgebremst und absorbiert werden. Diese Schauer könnten die Luft leitfähig für einen Blitz machen, so die Vermutung der Gewitterexperten.

Den Forschern gelang es bereits, kleine Radioimpulse zu messen, die von durch Gewitter laufende kosmischen Strahlen ausgelöst werden. Die elektrischen Felder des Gewitters seien parallel zum Verlauf der Partikel rekonstruierbar, spekulieren die Forscher. Experimente sollen noch dieses Jahr näheren Aufschluss über die Faktoren geben, die Blitze auslösen.