Einfluss der natürlichen Umgebungsstrahlung auf Lebewesen

Seite 1 von 3

Zusammensetzung und Quellen der natürlichen Umgebungsstrahlung

Die natürliche Umgebungsstrahlung, welche uns allen bekannt ist, ist das sichtbare Licht, das von Sonne, Mond und Sternen zu uns kommt. Viel weniger bekannt ist die Tatsache, dass diese Himmelsobjekte insgesamt ein sehr breites Spektrum an elektromagnetischer Strahlung auf uns zuschicken, wovon wir mit unseren Augen nur einen Ausschnitt erfassen können, eben das sichtbare Licht.

Das Intensitätsmaximum der von der Sonne ausgestrahlten elektromagnetischer Strahlung liegt genau im Bereich dieses sichtbaren Lichts, wie man in Standard Lehrbücher nachlesen kann. Daher scheint es kein Zufall, dass die biologischen Organismen auf unserem Planeten während der Evolution besondere „Antennen“ entwickelt haben, mit deren Hilfe sie das Frequenzspektrum des Lichtes zu ihrem Vorteil nutzen können. Diese empfindlichen Antennen sind unsere Augen geworden.

Da die Sonne der uns am nächsten stehende Stern ist, ist sie die weitaus bedeutendste Quelle der natürlichen Umgebungsstrahlung. Heute geht man davon aus, dass die Sonne ihre Energie durch Kernfusionsreaktionen erhält, welche im Sonneninnern stattfinden, wobei eine riesige Menge an radioaktiver Strahlung freigesetzt wird. Auf dem Weg zum Sonnenäußeren wird die Strahlung abgebremst und in weniger schädliche Strahlung umgesetzt. Dieser Prozess ist an der Sonnenoberfläche soweit fortgeschritten, dass die Sonne ihr Strahlungsmaximum im Frequenzbereich des sichtbaren Lichts hat, mit Komponenten im ultravioletten Bereich und im infraroten Bereich. Dies ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Um die Absorption und Abstrahlung von elektromagnetischer Strahlung zu beschreiben, benutzt die heutige Physik unter anderem den Begriff des sogenannten idealen Schwarzen Körpers, der die auf ihn treffende elektromagnetische Strahlung bei jeder Wellenlänge vollständig absorbiert. Er dient als Grundlage für theoretische Betrachtungen und praktische Untersuchungen elektromagnetischer Strahlung.

Die Strahlung der Sonne (orange unterlegte Kurve im Bild) ähnelt der eines idealen Schwarzen Körpers mit einer Temperatur von etwa 5.900 K (gelb unterlegte Kurve).

Daneben werden aber auch andere Teile des elektromagnetischen Spektrums ausgesandt, wie Röntgenstrahlung und Radiowellen, die beide außerhalb des Darstellungsbereichs des Bildes liegen. Sie werden hauptsächlich in der Korona erzeugt, wo teilweise viel höhere Temperaturen als an der Sonnenoberfläche vorliegen. Dazu kommen weiterhin auch Materieteilchen, wie Protonen und Elektronen. Vor allem in Zeiten, in denen die Sonne nicht ruhig brennt, sondern viele Sonnenstürme aufweist, wird vermehrt Strahlung in den nicht-sichtbaren Bereichen ausgesandt.


Strahlungsintensität der Sonne.

Die von der Sonne ausgesandte Strahlung wird durch die Erdatmosphäre gefiltert, bevor sie auf der Erdoberfläche ankommt. Dieser Effekt ist stark von der Wellenlänge der Strahlung abhängig. Die sichtbare Strahlung und bestimmte Teile der Infrarotstrahlung werden ziemlich ungehindert durchgelassen, wohingegen die UV-Strahlung und andere Teile der Infrarotstrahlung fast vollständig gestoppt werden.

Dieses Phänomen der selektiven Durchlässigkeit der Atmosphäre wird auch mit dem Begriff der "Atmosphärischen Fenster" ausgedrückt. Man unterscheidet zwei atmosphärische Fenster, das „erste“ und das „zweite“. Die obige Abbildung zeigt den Frequenzbereich des ersten atmosphärischen Fensters, welches die Strahlung des sichtbaren Lichts und des nahen Infrarots durchlässt. Das zweite wird auch „Radiofenster“ genannt und lässt Wellenlängen zwischen etwa 3 mm und 30 m durch. Das zweite atmosphärische Fenster passt maßstäblich bei weitem nicht in das Bild des ersten atmosphärischen Fensters, weil die Wellenlängen sehr viel weiter nach rechts gehen würden.

Um trotzdem beide Fenster gemeinsam abbilden zu können, müssen wir eine andere Form der Darstellung benutzen, wobei die horizontale Achse logarithmisch eingeteilt wird (gleiche Abschnitte sind gleiche Faktoren), siehe nächste Abb. Dies hat den Vorteil, dass im gleichen Bild auch noch elektromagnetische Signale, welche in der Erdatmosphäre selber erzeugt werden, gezeigt werden können, die sogenannten „Atmospherics“.


Strahlungsbereiche die an der Erdoberfläche vorkommen. Siehe Haupttext für Erläuterung der drei angegebenen Bereichen.

So kommen wir zu drei Hauptbereichen der natürlichen Umgebungsstrahlung [König 1986]:

  • Erstes atmosphärisches Fenster: sichtbares Licht und nahes Infrarot
  • Zweites atmosphärisches Fenster: etwa 10 MHz bis 100 GHz (entspricht 30 m bis 3 mm)
  • Atmospherics: etwa 7 Hz bis zu 10 kHz, mit Ausreißern bis in den MHz-Bereich

Ein Teil der Atmospherics wird von den bekannten Schumannwellen oder Schumann Resonanzen gebildet. Sie sind stehende Wellen von elektromagnetischen Schwingungen, welche durch die überall auf Erden vorkommenden Blitzentladungen fortwährend aufrechterhalten werden. Sie haben Frequenzen von etwa 7 bis 30 Hz [König 1986, Schlegel 2002].

Mehr zu den diesen Themen finden Sie u.a. im Buch von Dr. S. Kiontke: Physik biologischer Systeme. [Kiontke 2006].


Seite 1 von 3

Vitalogica® (Glossar)

Erhalten Sie Unterstützung bei schwierigen Begriffen. Wir bieten Ihnen die Möglichkeit, Begriffe, die in unserem Glossar definiert sind, direkt dort nachzuschlagen.

Ein/ausschalten

Referenzen

Bücher

[Kiontke 2006] Kiontke, S.K.
Physik biologischer Systeme
Eigenverlag München, 2006

[König 1986]
König, H.L.
Unsichtbare Umwelt
Eigenverlag München, 1986

Artikel

[Schlegel 2002]
Schlegel et al.
50 Years of Schumann Resonance
Physik in unserer Zeit
Vol. 33, p 256-26, 2002
Translation: Catarina Geoghan, 2007