Sonne und Leben: So wichtig ist der besondere Stern

Die Sonne bringt Licht und Wärme auf die Erde und ist damit der Garant für Leben. Ihre Strahlen ermöglichen es Ihrem Körper, durch UV-B-Strahlung Vitamin D zu gewinnen. Dieses Prohormon unterstützt den Knochenaufbau und das Immunsystem. Zugleich steigt bei Sonnenschein automatisch die Laune. Es scheint, als würde etwas von der Sonnenenergie auf die Menschen übergehen und sie aktivieren. Die Sonne kann aber auch noch einiges mehr, wie dieser Artikel zeigen wird.

Die Sonne – ein besonderer Stern

Die Sonne hat etwa die Form einer Kugel und besteht zu großen Teilen aus Helium und Wasserstoff. Bei der Verschmelzung von Wasserstoff zu Helium werden unvorstellbare Temperaturen freigesetzt und Energie erzeugt. Im Inneren herrschen etwa 15 Millionen Grad Celsius, an der Oberfläche des Sterns, der sogenannten Photosphäre, noch immer über 5.000 Grad Celsius.

Diese Kernfusion, die für die ständige Wärme und Lichtgewinnung verantwortlich ist, wird Experten zufolge noch etwa für fünf Milliarden Jahre Energie bereitstellen. Denn die Sonne wird immer heißer und wird sich mit der Zeit zu einem Roten Riesen aufblähen Der Radius wird so groß, dass die Erde verbrennt. Die steigende Temperatur drückt die äußeren Schichten der Sonne weg, bis sie gänzlich abgestoßen werden. Übrig bleibt ein sogenannter Weißer Zwerg, der schließlich vergeht. Nach insgesamt rund 10 Milliarden Jahren wird die Sonne also sterben.

Betrachtet man das Weltall, ist die Sonne nur einer von vielen Sternen. Doch als gelber Zwergstern ist sie tatsächlich weder der hellste noch der größte oder schwerste Stern. Da immer wieder neue Sterne entdeckt werden, andere sterben und die korrekte Messung äußerst schwierig ist, ändern sich auch ständig die „Rekordhalter“.

Aktuell ist der Stephenson 2-18 mit etwa 2.158 Sonnenradien einer der größten Sterne des Universums. Als hellster und zugleich massenreichster aller bekannten stabilen Sterne gilt R136a1 – er scheint etwa 10 Millionen Mal heller als die Sonne und besitzt vermutlich um die 265 Sonnenmassen. Er liegt nicht in der Milchstraße, sondern in der Großen Magellanschen Wolke.

Auch wenn sie nicht überall die Superlative erfüllt – für die Menschen ist die Sonne ein großer Glücksfall, ohne den Leben auf der Erde nicht möglich wäre. Daher kann sich ein genauer Blick mit einem Teleskop ins Weltall lohnen, um den faszinierenden Stern aus der Nähe zu betrachten.

Nutzen von Sonnenlicht

Ohne die Sonne als Zentrum unseres Sonnensystems kämen diverse Prozesse nicht in Gang, weil das Licht fehlen würde. Glücklicherweise leuchtet jeder Quadratmeter der Sonne heller als eine Million Glühbirnen. Somit ist auch nach der Distanz von rund 150 Millionen Kilometern noch genügend Sonnenlicht vorhanden. Mehr noch, der Abstand zwischen Erde und Sonne ist ideal, um von der Wärme zu profitieren, ohne zu verbrennen oder auszukühlen.

Wachstum, Leben und Photosynthese

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Ohne Sonnenlicht könnten Pflanzen nicht wachsen. Sie nehmen über das Chlorophyll, das sich in ihren Zellen befindet, Sonnenlicht auf und wandeln es über die Prozesse der Photosynthese zu Glucose und Sauerstoff um. Auf diese Weise stellen Pflanzen fast den gesamten Sauerstoff her, den Mensch und Tier zum Atmen benötigen.

Ohne Pflanzen wiederum würde es an fossilen Energiestoffen fehlen. Sie entstanden vor vielen Millionen von Jahren – die Entstehung der Kohle ist über 300 Millionen Jahre her. Damals war die Erde von Urwäldern und Sümpfen bedeckt. Wenn abgestorbene Pflanzen wie Bäume und Farne im Sumpf landeten, waren sie vor Sauerstoff geschützt und konnten nicht verrotten. Stattdessen wurden sie zu Torf.

Diese Torfschicht wurde über die folgenden Jahrmillionen immer wieder von Wasser überflutet und von angeschwemmtem Sand, Schlamm und Geröll bedeckt. Der Druck, der nun wirkte, presste die einstigen Pflanzen zu Kohle zusammen, wobei erst Braunkohle und nach längerer und stärkerer Komprimierung auch Steinkohle entstand.

Die Entstehung von Erdöl erfolgt nach einem ähnlichen Prinzip unter Wasser: Tierische und pflanzliche Meeresorganismen wie Plankton starben ab und sanken auf den Grund des Gewässers. Dort gelangte kaum Sauerstoff an die Überreste, aber es mischten sich Sedimente wie Sand und Ton darunter, sodass sich der sogenannte Faulschlamm bildete.

Dieses Erdölmuttergestein verfestigte sich durch weitere Überlagerungen mit Sedimenten. Druck und Hitze stiegen an und verwandelten das Muttergestein in zähflüssiges Öl. Durch den hohen Druck in der Tiefe wurde das Erdöl in höhere, poröse Gesteinsschichten befördert, bis die Gesteinsstrukturen undurchlässig wurden.

Fest steht: Pflanzen hätten ohne Sonnenlicht nicht wachsen können. Dementsprechend würden die Rohstoffe heute nicht existieren. Das wäre aber nicht wesentlich, da die Erde ohne die Wärme der Sonne in Kürze vereisen und auskühlen würde, womit jegliches Leben keine Chance hätte.

Wolkenbildung und Regen

Des Weiteren sorgt die Sonne für einen anhaltenden Kreislauf des Wassers. Durch ihre Kraft und Wärme wird Verdunstung ermöglicht – das flüssige Wasser wird zu gasförmigem Wasserdampf, der nach oben steigt. Je kühler die umgebende Luft ist, desto weniger Wasserdampf kann sie speichern. Dieser kondensiert und es bilden sich viele Millionen Tröpfchen – Wolken entstehen. Die Tröpfchen verbinden sich miteinander und wenn sie schwer genug sind, fallen sie als Niederschlag zurück zur Erde.

Dort füllt das Wasser die natürlichen Wasserspeicher wieder auf und gelangt in Flüsse, Seen und Meere oder versinkt im Erdboden. Wo immer es an der Erd- und Wasseroberfläche bleibt, verdunstet es erneut. Durch diesen Kreislauf wird sichergestellt, dass kein Tropfen verloren geht.

Wind durch Temperaturunterschiede

Wolken und Niederschlag sind nur ein Beispiel für den Einfluss der Sonne auf das Wetter der Erde. Wenn an verschiedenen Orten die Luftmassen unterschiedlich stark erhitzt werden, entstehen Hoch- und Tiefdruckgebiete: Wo die Sonne die Luft stärker erwärmt, steigt die Luft nach oben und es herrscht niedriger Luftdruck. In kühleren Gebieten bleiben die Luftmoleküle unten, wodurch hoher Luftdruck herrscht.

Warme Luftschichten ziehen kalte an, um den Luftdruck auszugleichen. Durch diesen Sog entsteht ein Luftstrom – es wird Wind erzeugt. Je nach Temperaturdifferenz beziehungsweise Druckunterschied ist der Wind unterschiedlich stark und kann zwischen einer sanften Brise bis hin zu einem tobenden Sturm variieren.

Wie Wind entsteht, zeigt sich deutlich am Beispiel Land- und Seewind: Wenn die Sonnenstrahlen tagsüber auf die Erde treffen, wird die Luft über dem Land stärker erwärmt als die über dem Wasser. Die warme Luft beginnt aufzusteigen. Der gewonnene Platz wird von der kühleren Meeresluft ausgefüllt, wodurch Seewind entsteht. Abends hingegen kühlt die Luft über dem Land stärker ab als über dem Meer. Dementsprechend dreht sich der Wind nun zum Wasser hin, es entsteht Landwind.

Gefahren durch Sonnenlicht – Sonnenbrand, Schneeblindheit, Überhitzung und Ozon

Die Sonne ist für das Leben unabdingbar. Zugleich aber kann sie in großen Mengen auch gefährlich werden und das Gleichgewicht auf der Erde stören. Die Freisetzung von Ozon, Überhitzung, Sonnenbrand und Schneeblindheit sind nur einige Beispiele hierfür, die nachfolgend näher beleuchtet werden.

Überhitzung und Ozon

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Sonnenlicht spendet Wärme. Gerade im Sommer kann daraus schnell unangenehme Hitze werden, die durchaus für den Kreislauf problematisch ist. Die fortschreitende Klimakrise verstärkt die Problematik zunehmend.

Bei großer Hitze kann sich das giftige und farblose Gas Ozon bilden. Dieses Gas ist vor allem bei sommerlichen Temperaturen am Nachmittag in der Luft. Es kann zu Atembeschwerden und Kopfschmerzen führen, Husten auslösen und die Atemwege reizen. Dementsprechend hoch sind die Belastungen im Außenraum.

Anders sieht es mit der natürlichen Ozonschicht aus, die sich 20 bis 30 Kilometer über der Erde in der Atmosphäre befindet. Diese Schicht schützt die Erde und ihre Bewohner vor schädlicher UV-Strahlung. Allerdings wird die Ozonschicht zunehmend durchlässig, was größere Gefahren mit sich bringt.

Tipp: Aktuelle Luftdaten können Sie beispielsweise beim Umweltbundesamt einsehen und diese nach diversen Schadstoffen wie Ozon filtern.

Nicht nur Menschen fallen der Überhitzung zum Opfer. Gebäude können die zunehmende Wärmer ebenfalls häufig schlecht kompensieren. Die Luft im Inneren steht und die Temperaturen steigen.

Hier gilt es, mittels neuer Architektureinfälle oder Fassadenbegrünung gegenzusteuern, um einen angenehmen Aufenthalt im Inneren möglich zu machen. Begrünte Städte durch das Pflanzen vieler Bäume ist ebenfalls eine Möglichkeit, extremen Temperaturen entgegenzuwirken. Ein Baum kann die Wirkungskraft von etwa zehn Klimaanlagen erlangen, Schatten spenden und zugleich das Stadtbild verschönern.

Auch im privaten Bereich ist es sinnvoll, Schutzmaßnahmen zu ergreifen, damit sich die Innenräume des eigenen Zuhauses nicht durch die Sonneneinstrahlung aufheizen. Plissees, Lamellenvorhänge und Rollos sind ein effektiver sowie dekorativer Sonnenschutz, wobei sie außerdem als Sichtschutz oder zur Verdunkelung des Raumes genutzt werden können. Für die Terrasse oder den Wintergarten ist eine Markise ideal.

Sonnenbrand

Zwar wird durch die UV-B Strahlung das Prohormon Vitamin D freigesetzt, das für viele Prozesse des Körpers wichtig ist – etwa für den Knochenstoffwechsel und die Immunabwehr. Zugleich aber kann ausgiebiges Sonnenbaden ohne Schutz dem Körper schaden.

Was akut als Sonnenbrand oder gereizte Haut auftritt, kann sich über die Jahre in Form vorzeitiger Hautalterung, Allergien oder Hautkrebs bemerkbar machen. Daher gilt es, ganz besonders in den Mittagsstunden, wenn die Sonne im Zenit steht, schattige Plätze aufzusuchen, eine Sonnenbrille zu tragen und Sonnenschutzmittel mit ausreichend hohem Lichtschutzfaktor zu verwenden.

Schneeblindheit

Sonnenlicht kann nicht nur der Haut schaden, sondern auch für die Augen zur Gefahr werden. Denn ungeschützter Aufenthalt in der Sonne oder im Solarium kann die Haut sowie die Hornhaut der Augen verbrennen. Besonders groß ist die Gefahr, wenn das Sonnenlicht reflektiert wird. Das ist beispielsweise bei Schnee der Fall, weshalb man im Volksmund von Schneeblindheit spricht.

Symptome dafür sind unter anderem

• eine erhöhte Lichtempfindlichkeit,
• stechende Augenschmerzen,
• Sehstörungen und
• Ein Fremdkörpergefühl im Auge.

Zum Schutz der Augen vor den Folgen übermäßiger UV-Strahlung ist das Tragen einer hochwertigen Sonnenbrille ratsam, die ein zertifiziertes CE-Zeichen vorweisen können. Ein hoher Lichtschutzfaktor von UV400, auch als 100 Prozent UV-Schutz bezeichnet, filtert UV-Strahlen mit einer Wellenlänge von 400 Nanometern heraus.

Vorsicht ist bei billigen Produkten geboten. Durch die getönten Gläser werden die Pupillen erweitert. Ist dann kein Sonnenschutz enthalten, können die UV-Strahlen das Glas ungehindert passieren und noch größeren Schaden anrichten.