Sonnenstürme können die Signale von Zugvögeln stören!
Vögel sind während ihrer Wanderungen auf das Magnetfeld der Erde angewiesen, um über weite Strecken zu navigieren. Eine neue Studie gibt Aufschluss darüber, wie das Weltraumwetter diese saisonalen Bewegungen beeinflussen kann.
Vögel haben die spektakuläre Fähigkeit, Tausende von Kilometern rund um den Globus zu navigieren und ihr Ziel mit außergewöhnlicher Präzision zu erreichen. Sie orientieren sich an Gebirgsketten, Wasser und dem Magnetfeld der Erde. Wir wollen sehen, was passiert, wenn dieses Magnetfeld gestört wird.
Das Magnetfeld der Erde wird regelmäßig durch das Weltraumwetter gestört, sowohl durch Sonneneruptionen als auch durch Sonnenwinde. Dies sorgt für hervorragende atmosphärische Lichtspiele, kann aber für Zugvögel problematisch sein, da es ihre Zuverlässigkeit bei der Navigation vorübergehend beeinträchtigen kann.
Die Entdeckungen, die wir im Folgenden sehen werden, kommen gerade zur rechten Zeit, da die Sonne in den Höhepunkt ihres 11-jährigen Aktivitätszyklus eintritt, der am häufigsten Teilchenstürme auslöst, die mit der Erde kollidieren, Satelliten bedrohen, Funkübertragungen stören und die Stromnetze überlasten.
Die Sonne schießt ständig geladene Teilchen ins All. Das Magnetfeld der Erde stößt den größten Teil dieser Strahlung ab, aber die stärksten Sonnenstürme sind stark genug, um die Magnetosphäre der Erde zu durchdringen und elektrische Systeme zu beeinträchtigen.
Eine Reihe von Sonnenstürmen legte 1989 beispielsweise das Stromnetz von Quebec lahm, legte die Börse in Toronto lahm und brachte Nordlichter bis nach Kuba.
Die Auswirkungen von Sonnenstürmen auf Zugvögel
Trotz der Abhängigkeit von Vögeln und anderen Tieren von geomagnetischen Signalen für erfolgreiche saisonale Wanderungen sind die möglichen Auswirkungen des Weltraumwetters auf Arten, die das Erdmagnetfeld zur Navigation nutzen, bisher wenig untersucht worden.
Der Zusammenhang zwischen dem Vogelzug und dem Erdmagnetfeld wird mindestens seit den frühen 1970er Jahren untersucht, aber die meisten Studien konzentrierten sich auf den kurzfristigen Bereich oder auf einige wenige Arten im Labor.
In einer aktuellen Studie wurden 23 Jahre geomagnetischer Störungen und Millionen von Wildvögeln verschiedenster Arten untersucht. Zur Ermittlung der Zugzahlen wurde ein aus dem Doppler-Radar abgeleiteter Datensatz verwendet. Diese Daten wurden im Flachland gewonnen, so dass natürliche Navigationshilfen für Vögel wie Küsten oder Berge vermieden wurden, um den Einfluss des Erdmagnetfelds besser beurteilen zu können.
Die stündlichen Schwankungen der magnetischen Störungen an Stationen von Panama bis Kanada wurden analysiert und große Abweichungen von den erwarteten täglichen Schwankungen festgestellt, wenn Sonnenwinde und Stürme die Erde treffen.
Die meisten Vögel ziehen nachts, sodass die Forscher Nächte mit intensivem Weltraumwetter, in denen die geomagnetische Störung 500 Nanotesla (eine Einheit zur Messung der magnetischen Flussdichte) überstieg, für die Analyse isolierten. Ein Sonnensturm kann das Magnetfeld der Erde um 2.000 Nanotesla oder mehr stören. Ungefähr drei Prozent der in die Studie einbezogenen Nächte überschritten die 500-Nanotesla-Grenze.
Während dieser intensiven Episoden des Weltraumwetters wanderten die Vögel in geringerer Zahl.
Dies war auch dann der Fall, wenn atmosphärische Klimafaktoren wie Luftdruck, Windgeschwindigkeit, Luftfeuchtigkeit und Temperatur die Migration begünstigten.
Das Erdklima ist der Hauptfaktor für die Zugbewegungen, aber es gibt Hinweise darauf, dass auch das Weltraumwetter eine wichtige Rolle bei den saisonalen Bewegungen spielt. Sonneneruptionen, die das Magnetfeld der Erde beeinflussen, können die Navigationssignale von Zugvögeln verwirren und ihre Zahl verringern.
Die Modelle zeigten auch, dass Vögel, die während geomagnetischer Störungen flogen, seltener gegen den Wind ankämpften. Die sogenannte 'Fluganstrengung' gegen den Wind verringerte sich bei bewölktem Himmel während starker Sonnenstürme im Herbst um 25 %, was ein weiterer Beweis dafür ist, dass diese die Navigationsfähigkeit der Vögel bei der Nutzung geomagnetischer Signale verändern.
Insgesamt beobachteten die Forscher einen Rückgang der Zahl der Zugvögel um 9 bis 17 Prozent bei Weltraumwetterereignissen, sowohl im Frühjahr als auch im Herbst.
Quellenhinweis:
Castillo, E., Doren, B., Bui, M., et al. Space weather disrupts nocturnal bird migration. Proceedings of the National Academy of Sciences (2023).