Dass nicht nur die Tiefsee, sondern auch die Erdatmosphäre noch manche Geheimnisse birgt, zeigen Entdeckungen wie die des Phänomens „Steve“ im Jahr 2016. Nun haben finnische Forscher eine bislang ungekannte Art des Nordlichts ausgemacht. Dem Phänomen, das sie „Die Dünen“ tauften, kamen sie anhand von Amateuraufnahmen auf die Spur. Am 7. Oktober 2018 hatten Hobbyastronomen in Schweden und Finnland zeitgleich Polarlichter fotografiert, die eine Besonderheit aufwiesen: Neben dem bekannten Leuchten zeigte sich noch eine flache Schicht, die an die gleichmäßigen Rippelstrukturen im Wattenmeer oder im Strandsand erinnert.
Das Zeitraffer-Video zeigt das neu entdeckte, rippelartige Nordlicht (im Bild links).
Ein Abgleich der Bilder ergab: Es handelt sich offenbar um Wellen mit einer Wellenlänge von 45 Kilometern. Das grünliche Leuchten zeigt sich in einer Höhe von ungefähr 100 Kilometern, also zwischen der oberen Mesosphäre und deren Obergrenze, der Mesopause. Das ist ungewöhnlich niedrig für eine Aurora Borealis, wie das Nordlicht wissenschaftlich genannt wird. Wegen seiner wellenförmigen Struktur tauften Forscher von der Universität Helsinki das Himmelsphänomen "The Dunes".
Sonnenwind bringt Sauerstoffatome zum Leuchten
Eine schlüssige Erklärung für die Erscheinung gibt es noch nicht. Doch die Forscher vermuten, dass der Grund in großen Temperaturunterschieden zwischen bestimmten Schichten der Atmosphäre liegen könnte. So kann sich in einer Höhe zwischen ungefähr 80 und 100 Kilometern eine so genannte Inversionsschicht bilden, innerhalb derer sich Schwerewellen ungestört ausbreiten. Solche Schwerewellen können durch vertikale oder horizontale Bewegungen in der unteren Erdatmosphäre ausgelöst werden.
Wie das Forscherteam um Minna Palmroth von der Universität Helsinki erklärt, entsteht das seltene Aurora-Phänomen durch Sauerstoffatome, die vom Sonnenwind zu einem grünlichen Leuchten angeregt werden. Die Rippelstruktur könnte den Forschern zufolge dadurch zustande kommen, dass die Sauerstoffatome – ähnlich wie Eiskristalle – durch Schwerewellen zu einem regelmäßigen Wellenmuster verdichtet werden. Schon früher beobachteten Forscher, dass sich unter dem Einfluss von Schwerewellen Eiskristalle in einer Inversionsschicht rippelartig anordnen.
Über atmosphärische Phänomene in einer Höhe von 100 Kilometern ist relativ wenig bekannt. Das liegt an zahlreichen Störeinflüssen – und daran, dass Satelliten in weitaus höheren Umlaufbahnen operieren und wenig Daten für vergleichsweise geringe Höhen liefern. Die Forscher versprechen sich in Zukunft weitere Aufschlüsse durch die wertvolle Arbeit von Hobby-Fotografen.
