Kosmisches Wetter: Wie Sonnenstürme unser Internet lahmlegen könnten

Benjamin Metzig
8. Mai
9 Min. Lesezeit

Das Bild zeigt eine stilisierte Darstellung der Sonne als glühend roten Feuerball im Hintergrund, vor dem die Erde als blaue Kugel platziert ist. Ein gezackter, weißer Blitz schlägt von der Sonne in die Erde ein. Auf der Erde ist ein Symbol abgebildet, das einem stilisierten Stecker oder einer Steckdose ähnelt und die Verbindung zur Elektrizität und Technologie symbolisiert. Der Titel "KOSMISCHES WETTER WIE SONNENSTÜRME UNSER INTERNET LAHMLEGEN KÖNNTEN" steht in großen weißen Buchstaben am oberen Rand.

Stell dir eine Welt vor, in der das pulsierende Herz unserer modernen Zivilisation – das Internet – plötzlich verstummt. Keine E-Mails, keine sozialen Medien, keine Online-Bankgeschäfte, keine Cloud-Dienste, keine GPS-Navigation. Was wie das Drehbuch eines dystopischen Films klingt, könnte durch ein Phänomen ausgelöst werden, das so alt ist wie unser Sonnensystem selbst: das kosmische Wetter. Ja, du hast richtig gehört! Unser eigener Stern, die Quelle allen Lebens auf der Erde, birgt auch eine unsichtbare, aber potenziell verheerende Bedrohung für unsere hochtechnologisierte Gesellschaft. Es ist eine faszinierende und zugleich beunruhigende Vorstellung, dass gewaltige Energieausbrüche, Millionen Kilometer entfernt, unsere digitale Lebensader kappen könnten. Komm mit mir auf eine Reise zu den feurigen Launen unserer Sonne und den möglichen Konsequenzen für unser vernetztes Dasein. Wenn du tiefer in solche faszinierenden Grenzbereiche der Wissenschaft eintauchen möchtest und keine unserer Entdeckungsreisen verpassen willst, dann melde dich doch für unseren monatlichen Newsletter an – das Formular findest du ganz oben auf dieser Seite!

Die Sonne ist weit mehr als nur ein leuchtender Ball am Himmel; sie ist ein dynamischer, brodelnder Kernfusionsreaktor, der ständig einen Strom geladener Teilchen, den sogenannten Sonnenwind, ins All schleudert. Manchmal jedoch kommt es zu regelrechten Eruptionen: gewaltige Explosionen elektromagnetischer Strahlung, bekannt als Solar Flares, oder noch brachialere koronale Massenauswürfe (KMAs), bei denen Milliarden Tonnen Plasma und Magnetfelder mit unglaublichen Geschwindigkeiten ins All katapultiert werden. Stell dir vor, diese gigantischen Wolken aus Sonnenmaterial rasen durch den Weltraum, und manchmal, ja manchmal, nehmen sie direkten Kurs auf unseren blauen Planeten. Die Ursache für diese solaren Gewaltausbrüche liegt oft in der komplexen Dynamik der Sonnenmagnetfelder, insbesondere in Gebieten mit vielen Sonnenflecken. Und rate mal? Wir nähern uns gerade dem Maximum des aktuellen Sonnenzyklus 25, was die Wahrscheinlichkeit für solche Ereignisse statistisch erhöht. Es ist, als würde ein schlafender Riese unruhiger werden, und wir tun gut daran, seine Bewegungen genau zu beobachten!

Ein gigantischer, feuriger koronaler Massenauswurf (CME) schießt in leuchtendem Orange von der hyperdetaillierten Oberfläche der Sonne direkt auf die Erde zu. Die Magnetosphäre der Erde wird sichtbar gestaucht und verzerrt – um sie herum tanzen grünlich leuchtende Polarlichter über den Kontinenten. Die Szene ist dramatisch komponiert, mit starkem Kontrast zwischen der eruptiven Energie der Sonne und der fragilen, verletzlichen Erscheinung unseres Planeten. Ein visuelles Sinnbild für die Macht kosmischer Kräfte.

Wenn so ein KMA auf das schützende Magnetfeld unserer Erde, die Magnetosphäre, trifft, dann wird es turbulent. Die Magnetosphäre wird komprimiert und verformt, was intensive elektrische Ströme im erdnahen Weltraum und in der oberen Atmosphäre auslöst. Das ist die Geburtsstunde der geomagnetischen Stürme. Eine ihrer gefährlichsten Folgen hier unten auf der Erde sind die geomagnetisch induzierten Ströme, kurz GICs. Durch die schnellen Änderungen des Erdmagnetfelds während eines Sturms werden elektrische Felder in der leitfähigen Erdkruste erzeugt. Diese wiederum treiben quasi-Gleichströme durch lange, leitfähige Strukturen – und davon haben wir in unserer modernen Welt ja einige! Denk an Hochspannungsleitungen, Pipelines und potenziell auch lange Kommunikationskabel mit metallischen Komponenten. Die Stärke dieser GICs hängt von der Intensität des Sturms, der Leitfähigkeit des Untergrunds (Regionen mit wenig leitfähigem Gestein sind anfälliger!) und der Beschaffenheit der Leiter selbst ab. Es ist ein komplexes Zusammenspiel kosmischer und irdischer Faktoren.

Die Auswirkungen dieser GICs können für unsere Infrastruktur verheerend sein. Am bekanntesten ist die Gefahr für Stromnetze. Wenn GICs in Hochspannungstransformatoren fließen, können sie deren Eisenkerne sättigen. Das führt zu Überhitzung, Spannungsschwankungen und im schlimmsten Fall zum Ausfall oder zur Zerstörung dieser kritischen Komponenten. Ein großflächiger Stromausfall, ein Blackout, wäre die Folge. Und was passiert mit dem Internet, wenn der Strom weg ist? Genau, es wird dunkel – und still. Rechenzentren, Internetknotenpunkte, Mobilfunkmasten, ja selbst unsere Router zu Hause brauchen Strom. Langanhaltende, großflächige Stromausfälle würden unweigerlich zum Kollaps der terrestrischen Internetinfrastruktur führen, selbst wenn die Internetkabel selbst nicht direkt beschädigt würden. Es ist diese Kaskadennatur der Risiken, die die Sache so heikel macht. Aber das ist noch nicht alles, denn das Internet hat auch Komponenten, die den Launen der Sonne direkter ausgesetzt sind.

Ein dichter Schwarm von Satelliten umkreist die Erde – doch von rechts oben fegt ein Partikelsturm aus glühenden Sonnenpartikeln über sie hinweg. Einige Satelliten sind deutlich beschädigt, Funken schlagen aus ihren Systemen. Andere zeigen Anzeichen von Schutzmaßnahmen oder Kursänderungen. Die Erde unterhalb ist teilweise von Schatten überzogen, der Tag-Nacht-Wechsel dramatisch sichtbar. Das Bild kombiniert technische Detailtreue mit atmosphärischer Spannung im Stil wissenschaftlicher Visualisierungen.

Schauen wir uns zunächst die Satelliten an – unsere Augen und Ohren im All, unverzichtbar für Kommunikation, Navigation wie GPS und unzählige internetbasierte Dienste. Sie sind dem Weltraumwetter schonungslos ausgeliefert. Hochenergetische Teilchen von Sonneneruptionen können ihre Elektronik stören oder beschädigen ("Bitflips" in Speichern sind da noch das geringste Problem), Solarpaneele degradieren oder empfindliche Sensoren blenden. Besonders Satelliten im niedrigen Erdorbit (LEO), wie die großen Starlink-Konstellationen, sind durch den erhöhten atmosphärischen Widerstand während geomagnetischer Stürme gefährdet. Die obere Atmosphäre bläht sich auf, bremst die Satelliten ab, und sie können ohne korrigierende Manöver abstürzen – wie es ja Anfang 2022 einigen Starlink-Satelliten erging. Ionosphärische Störungen durch Solar Flares und geomagnetische Stürme können zudem GPS-Signale verzerren oder blockieren und Funkverbindungen stören. Stell dir vor, dein Navi spielt verrückt oder wichtige Kommunikationskanäle fallen aus, nur weil die Sonne gerade "schlechte Laune" hat!

Phänomen	Kurzbeschreibung	Typische Auswirkungen auf Erde/Technologie
Solar Flare	Plötzliche, intensive Freisetzung elektromagnetischer Strahlung (EUV, Röntgen). Erreicht Erde in ca. 8 Min.	Störung der Ionosphäre, Radio-Blackouts (v.a. HF-Funk), erhöhte Strahlenbelastung für Satelliten.
Koronaler Massenauswurf	Großer Ausstoß von Plasma und Magnetfeldern aus der Sonnenkorona. Reisezeit zur Erde: 15 Std. bis mehrere Tage.	Löst bei Erdtreffer geomagnetische Stürme aus. Kann GICs induzieren, Satelliten stören/beschädigen, Polarlichter verursachen.
Sonnenwind	Kontinuierlicher Strom geladener Teilchen von der Sonne.	Formt die Magnetosphäre der Erde. Kann bei hoher Geschwindigkeit oder Dichte geomagnetische Aktivität erhöhen.
Geomagnetischer Sturm	Störung des Erdmagnetfelds durch Interaktion mit KMAs oder schnellen Sonnenwindströmen.	Induziert GICs in Stromnetzen und Pipelines, stört Satelliten (Orbit, Kommunikation, GPS), verursacht Polarlichter.

Und dann sind da noch die Unterseekabel, das wahre Rückgrat des globalen Internets. Über 99% des interkontinentalen Datenverkehrs rauschen durch diese Glasfaserleitungen am Meeresboden. Die Lichtsignale in den Glasfasern müssen etwa alle 50 bis 150 Kilometer durch Repeater verstärkt werden, und diese Repeater brauchen Strom. Dieser Strom wird über metallische Leiter zugeführt, die parallel zu den Glasfasern im Kabel verlaufen. Und genau hier liegt der Hase im Pfeffer! Diese langen metallischen Leiter sind anfällig für GICs. Die induzierten Spannungen können die empfindliche Elektronik der Repeater stören oder zerstören. Da die Repeater in Serie geschaltet sind, kann der Ausfall eines einzigen Repeaters ein ganzes Kabel lahmlegen. Es gibt zwar Studien, wie eine von Google, die argumentieren, moderne Kabel seien robust genug, aber andere Experten und historische Vorfälle – wie Störungen des TAT-1-Kabels 1958 oder Spannungsschwankungen im TAT-8-Kabel 1989 – mahnen zur Vorsicht. Die genaue Anfälligkeit ist komplex und hängt von vielen Faktoren ab, inklusive der Kabelkonstruktion und der lokalen Meeresgeologie.

Auf dem dunklen Meeresboden verläuft ein leuchtendes Netz aus Unterseekabeln – strahlend in warmem Gelb-Orange. Einige der Kabel sind durch geomagnetisch induzierte Ströme beschädigt: sie flackern rötlich, sind aufgerissen oder glühen gefährlich auf. Im diffusen Hintergrund leuchtet eine stürmisch pulsierende Sonne, deren Energie das Netz bedroht. Die Szene vereint technische Präzision mit dramatischer Atmosphäre und macht die Verletzlichkeit globaler Kommunikationssysteme eindrucksvoll sichtbar.

Die terrestrische Infrastruktur – Rechenzentren, Internetknotenpunkte (IXPs), Router, Mobilfunkmasten und die "letzte Meile" zu uns Nutzern – ist, wie schon erwähnt, primär durch Stromausfälle bedroht. Die meisten kritischen Einrichtungen haben zwar Notstromaggregate, aber die sind meist nur für wenige Stunden oder Tage ausgelegt, nicht für Wochen oder Monate. Doch auch direkte Effekte durch GICs sind denkbar. Viele terrestrische Glasfaserkabel enthalten metallische Komponenten, und auch die Erdungssysteme von Telekommunikationseinrichtungen könnten zu Einfallstoren für schädliche Ströme werden. Es ist ein ganzes Geflecht von Abhängigkeiten und potenziellen Schwachstellen. Wie siehst du das? Welche Aspekte bereiten dir die größten Sorgen, oder welche Schutzmaßnahmen hältst du für besonders vordringlich? Lass es mich in den Kommentaren wissen und like diesen Beitrag, wenn er dich zum Nachdenken angeregt hat!

Komponente	Primäre Bedrohung durch Sonnensturm	Mögliche Folgen
Satelliten (GEO/LEO)	Direkte Partikelstrahlung (SEPs), Oberflächenaufladung, Ionosphärenstörungen, atmosphärischer Widerstand (LEO)	Komponentenschaden (Elektronik, Solarzellen), Orientierungsverlust, Orbitabsenkung (LEO), Dienstunterbrechung (GPS, Kommunikation)
Unterseekabel (Repeater, PFE)	GICs im metallischen Stromleiter, GICs im Stromnetz (für PFE)	Beschädigung/Ausfall von Repeatern oder PFE, Unterbrechung der Kabelverbindung
Rechenzentren	Stromausfall (primär), potenzielle GICs über Erdung/Stromversorgung, Oberschwingungen im Netz	Dienstunterbrechung, Datenverlust, Hardwareschäden
Internet Exchange Points (IXPs)	Stromausfall (primär), potenzielle GICs über Erdung/Stromversorgung	Unterbrechung des Datenaustauschs zwischen Netzen, regionale Internetausfälle
Terrestrische Kabel (mit metall. Anteilen)	GICs im Kabel, GICs im Stromnetz (für aktive Komponenten)	Beschädigung von aktiven Komponenten, Signalstörungen, Leitungsunterbrechung

Um das Risiko wirklich zu begreifen, lohnt ein Blick in die Geschichte. Das Carrington-Ereignis von 1859 gilt als der Supersturm schlechthin. Damals waren Polarlichter bis in die Karibik sichtbar, Telegrafenleitungen schlugen Funken, Operateure bekamen Stromschläge, und manche Telegrafen funktionierten sogar ohne Batterien, allein durch die induzierten Ströme! In einer Welt ohne die heutige Elektronik waren das schon massive Auswirkungen. Man mag sich kaum ausmalen, was ein Sturm dieser Stärke heute anrichten würde. Aber auch jüngere Ereignisse geben zu denken: Der Quebec-Blackout 1989, als sechs Millionen Menschen stundenlang ohne Strom waren, oder die Halloween-Stürme 2003 mit Stromausfällen in Schweden und Störungen im Flugverkehr. Selbst der starke G5-Sturm im Mai 2024, der uns spektakuläre Polarlichter bescherte, führte zu GPS-Problemen und setzte Satellitenbetreiber unter Druck. Diese Ereignisse sind ernste Warnschüsse.

Ereignis	Datum	Beobachtete Auswirkungen (technologisch, gesellschaftlich)
Carrington-Ereignis	1.-2. Sep. 1859	Weltweite Polarlichter (bis Karibik), Ausfall Telegrafensysteme, Funkenflug, Stromschläge Operateure, Telegrafenbetrieb ohne Batterien.
"Eisenbahn-Sturm"	Mai 1921	Starke geomagnetische Störung, Brände in Telegrafen-/Telefonsystemen, Störung Eisenbahnsignalwesen USA.
Quebec-Blackout	13. März 1989	Zusammenbruch Hydro-Québec-Stromnetz, 6 Mio. Menschen bis 9 Std. ohne Strom; Schäden an Transformatoren auch in USA.
Halloween-Stürme	Okt./Nov. 2003	Stromausfall Malmö (Schweden), Störungen Satellitenkommunikation/-navigation, Flugverkehr beeinträchtigt.
G5 Geomagnetischer Sturm	10.-12. Mai 2024	Starke Polarlichter weltweit, GPS-Störungen (v.a. Landwirtschaft), erhöhter Druck auf Satellitenbetreiber (z.B. Starlink), einige Stromnetz-Anomalien.

Moderne Risikobewertungen zeichnen ein ernstes Bild. Die Wahrscheinlichkeit für ein Ereignis von Carrington-Stärke liegt je nach Studie bei etwa 1,6 % bis 12 % pro Jahrzehnt – selten, aber nicht unmöglich. Die potenziellen wirtschaftlichen Schäden sind astronomisch: Die National Academy of Sciences schätzte 2008 die Kosten für die USA allein im ersten Jahr auf 1 bis 2 Billionen Dollar, mit einer Erholungszeit von vier bis zehn Jahren für kritische Infrastrukturen! Andere Schätzungen sprechen von täglichen Verlusten im zweistelligen Milliardenbereich bei einem Internetausfall. Und wie lange könnte so ein Ausfall dauern? Experten befürchten Wochen bis Monate. Die Anfälligkeit ist dabei nicht überall gleich: Höhere Breitengrade und Regionen mit ungünstiger Bodengeologie sind stärker betroffen.

Studie/Quelle	Geschätzte Wahrscheinlichkeit (für Carrington-Level o.ä.)	Potenzieller wirtschaftlicher Schaden (global/regional)	Mögliche Dauer von Ausfällen
National Academy of Sciences (USA, 2008)	Reales Risiko	1-2 Billionen USD (1. Jahr, nur USA), Erholung 4-10 Jahre.	Jahre (krit. Infrastruktur)
P. Riley & J.J. Love (USGS, 2017)	3,0% - 10,3% pro Dekade	Implizit katastrophal.	Nicht spez.
Prof. Peter Becker (George Mason Univ.)	ca. 10% pro Dekade	10-20 Mrd. USD pro Tag (nur USA).	Wochen bis Monate
Lloyd's of London (März 2025 Szenario)	Szenario-basiert	Global: 2,4 Bio. USD / 5 J. (wahrsch.), Spanne 1,2-9,1 Bio. USD. Direkt versichert: 17 Mrd. USD.	Wochen bis Monate
S. Abdu Jyothi (SIGCOMM 2021)	1,6% - 12% pro Dekade	Tägl. Kosten USA (Internet): >7 Mrd. USD.	Wochen bis Monate

Was können wir also tun? Frühwarnsysteme sind entscheidend. Organisationen wie das NOAA Space Weather Prediction Center in den USA oder die ESA in Europa überwachen die Sonne und den Sonnenwind rund um die Uhr. Satelliten wie DSCOVR am Lagrange-Punkt L1 liefern Daten, die eine Vorwarnzeit von etwa 15 bis 60 Minuten vor dem Eintreffen eines KMAs ermöglichen. Zukünftige Missionen und KI-gestützte Modelle sollen diese Vorhersagen verbessern. Aber selbst die beste Vorhersage braucht flankierende Maßnahmen. "Hardening", also das Widerstandsfähigmachen der Infrastruktur, ist das Stichwort. Für Satelliten bedeutet das strahlungsgehärtete Elektronik und die Möglichkeit, sie in einen "Safe Mode" zu versetzen. Stromnetzbetreiber können GIC-blockierende Geräte installieren und operative Maßnahmen ergreifen. Für die Internetinfrastruktur selbst sind solche spezifischen Maßnahmen weniger verbreitet, aber redundante Stromversorgungen für Unterseekabel oder verbesserte Erdungskonzepte für Rechenzentren sind Ansätze. Notfallpläne und internationale Kooperation sind unerlässlich, denn diese Bedrohung macht nicht an Grenzen halt.

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Die Herausforderung ist gewaltig. Die Kosten für ein wirklich robustes, sonnensturmsicheres Internet wären immens – wir sprechen hier von Billionen. Es ist eine schwierige Abwägung zwischen den Kosten für präventive Maßnahmen und dem Risiko seltener, aber potenziell katastrophaler Ereignisse. Die Sonne, unsere Lebensspenderin, ist und bleibt ein launischer Stern. Ihre Aktivität wird unser kosmisches Wetter und damit unsere Technologien immer beeinflussen. In einer Welt, die immer digitaler und vernetzter wird, ist Resilienz gegenüber Sonnenstürmen kein einmaliges Projekt, sondern ein kontinuierlicher Prozess der Forschung, Anpassung und internationalen Zusammenarbeit. Der aktuelle Sonnenzyklus 25, der seinem Maximum entgegenstrebt, ist eine eindringliche Mahnung, diese Aufgabe ernst zu nehmen. Es geht darum, zu lernen, mit den kosmischen Launen unseres Sterns zu leben und gleichzeitig die digitale Lebensader unserer Zivilisation so gut wie möglich zu schützen. Eine Aufgabe, die uns alle angeht und die uns immer wieder aufs Neue faszinieren und herausfordern wird.

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