Wie kommen erdnahe Elektronen auf beinahe Lichtgeschwindigkeit?

Elektronen können in den Van-Allen-Strahlungsgürteln um unseren Planeten ultra-relativistische Energien erreichen und damit nahezu Lichtgeschwindigkeit. Hayley Allison, Yuri Shprits und Kolleg*innen vom Deutschen GeoForschungsZentrum haben herausgefunden, unter welchen Voraussetzungen es zu solch starken Beschleunigungen kommt. Bereits 2020 hatten sie nachgewiesen, dass Plasmawellen, die bei Sonnenstürmen auftreten, eine entscheidende Rolle spielen. Allerdings war bislang offen, warum derart hohe Elektronenenergien nicht bei allen Sonnenstürmen erreicht werden. Im Fachmagazin Science Advances zeigen die Forschenden nun, dass hierfür die Dichte des Hintergrundplasmas extrem gering sein muss.

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Als Flüsse durch eine grüne Sahara flossen

Große Teile der heutigen Sahara-Wüste waren vor Tausenden von Jahren grün. Davon zeugen zum Beispiel prähistorische Steinzeichnungen von Giraffen, Krokodilen und sogar schwimmenden Menschen. Diese Illustrationen zeichnen jedoch nur ein grobes Bild der damaligen Lebensbedingungen. Die Analyse von Sedimentkernen aus dem Mittelmeer vor der Küste Libyens kombiniert mit Erdsystemmodellen erzählt die Geschichte der großen Umweltveränderungen in Nordafrika der letzten 160.000 Jahre. Cécile Blanchet vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ und ihre Kollegen aus Deutschland, Südkorea, den Niederlanden und den USA berichten darüber heute in der Zeitschrift Nature Geoscience.

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Wie heiß darf es sein für das Leben im Ozeanboden?

Mikroben besiedeln den Meeresgrund bis in mehrere Kilometer Tiefe. Das ist erst seit rund 30 Jahren bekannt. Dort gilt: Je tiefer desto wärmer. Und so stellt sich die Frage nach dem Temperaturlimit, bei dem Leben noch möglich ist. Dies hat ein großes internationales Forschungsteam untersucht, unter Leitung des MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen und der Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC) – mit Beteiligung von Jens Kallmeyer vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ.

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Tragende Rolle von corallinen Rotalgen für Korallenriffe nachgewiesen

Korallenriffe sind Hotspots der Biodiversität: Da sie auch schweren Stürmen standhalten, bieten sie vielen Tieren ein sicheres Zuhause. Gleichzeitig schützen sie dichtbesiedelte Küstenregionen, indem sie Sturmwellen abflachen. Doch wie können die aus oft fragilen Korallen aufgebauten Riffe so stabil sein? Ein Forscherteam der FAU und der Universität Bayreuth haben nun herausgefunden, dass ein ganz besonderer Zement dafür verantwortlich ist: Coralline Rotalgen bilden ein hartes Kalkskelett und stabilisieren die Riffe – und das seit mindestens 150 Millionen Jahren.

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Indischer Monsun ist nach Vulkanausbrüchen besser vorhersagbar

Große Vulkanausbrüche können dazu beitragen, die Vorhersagbarkeit des indischen Monsun zu verbessern – die Regenzeit ist für die Landwirtschaft und damit für die Ernährung von einer Milliarde Menschen von entscheidender Bedeutung. Was paradox erscheint, weil Vulkanausbrüche so unregelmäßig sind, ist tatsächlich auf eine stärkere Wechselwirkung zwischen dem Monsun über weiten Teilen Südostasiens und dem El-Niño-Phänomen immer nach einer Eruption zurückzuführen. Dies konnte jetzt ein indisch-deutsches Forscherteam durch die Kombination von Daten aus meteorologischen Beobachtungen, Computersimulationen und geologischen Archiven wie Korallen und Eiskernen aus vergangenen Jahrtausenden zeigen.

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Gastartikel: Space Mining – Die Zukunft der Menschheit?

Was für viele zunächst wie Science-Fiction klingt, könnte in naher Zukunft bereits Realität werden. Wissenschaftler aus verschiedensten Disziplinen arbeiten heute schon an der Erschließung extraterrestrischer Rohstoffe, Regierungen loten Gesetze aus und erste Unternehmen suchen nach Investoren für derartige Missionen. Noch wird über hohe Energiekosten diskutiert, doch es zeigt sich: Die Anreize könnten für eine solche Unternehmung sprechen.

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Taifun veränderte Erdbebenaktivität

Die Erde steht ständig unter Spannung. Ab und an entlädt sich diese in schweren Erdbeben, zumeist ausgelöst durch die Bewegung von tektonischen Platten. Es gibt jedoch einen Einflussfaktor, der bislang wenig beachtet war: Intensive Erosion kann die Erdbebenaktivität (Seismizität) einer Region vorübergehend deutlich ändern. Das haben Forschende des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ gemeinsam mit internationalen Kolleginnen und Kollegen jetzt in Taiwan nachgewiesen.

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Rätsel um Sonnenzyklus erhellt

Die Aktivität der Sonne schwankt in einem etwa elfjährigen Rhythmus, was sich unter anderem in der Häufigkeit von Sonnenflecken zeigt. Eine vollständige magnetische Periode dauert 22 Jahre. Seit langem rätseln die Wissenschaftler, was hinter diesem Zyklus steckt. Er muss mit den Verhältnissen unter der „Haut“ des Sterns zusammenhängen: So reicht eine Schicht aus heißem Plasma – elektrisch leitendes Gas – von der Oberfläche bis 200.000 Kilometer in die Tiefe. Das Plasma innerhalb dieser Konvektionszone ist ständig in Bewegung. Einem Team aus Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung der Universität Göttingen und der New York University Abu Dhabi ist es jetzt gelungen, das bisher umfassendste Bild dieser Plasmaströme in Nord-Süd-Richtung zu zeichnen. Die Forschenden finden eine bemerkenswert einfache Strömungsgeometrie: Das Plasma beschreibt in jeder Sonnenhemisphäre einen einzigen Umlauf, der etwa 22 Jahre dauert. Zudem sorgt die in Richtung Äquator verlaufende Strömung am Boden der Konvektionszone dafür, dass Flecken im Lauf des Sonnenzyklus immer näher am Äquator entstehen.

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