freie Lektorin und Autorin

Auf dieser Seite erwarten Sie Finsternis und aschgraues Mondlicht …
www.wissenstexte.de > Physik-Wissen > Erde und Atmosphäre > Erde, Sonne, Mond
Auf dieser Seite geht es um das Zusammenwirken von Erde, Sonne und Mond – also Mondphasen und Finsternisse. Die Gezeiten werden im Bereich Mechanik behandelt; zu Tageslängen und Jahreszeiten finden Sie unter Polartag Informationen.
Die Mondphasen sind allgemein bekannt. Der Mond wandert in 29 Tagen um die Erde und ändert während dieser Zeit scheinbar seine Gestalt. Was sich wirklich ändert, ist die beleuchtete Fläche des Mondes. Da wir nur diese sehen können, haben wir den Eindruck, der Mond ändere seine Gestalt. Wir reden ja auch heute noch von „Halbmond“ und „Mondsichel“, obwohl inzwischen jeder weiß, dass der Mond eine Kugel ist und bleibt.
Während der Mond um die Erde wandert, ändert sich auch seine Position zur Sonne – mal steht er zwischen ihr und der Erde, mal hinter der Erde, mal seitlich von der Erde. Zwar wird die der Sonne zugewandte Halbkugel des Mondes immer komplett beleuchtet, aber wir sehen meist nur einen mehr oder weniger großen Teil von der hellen Mondseite.
Aber auch die dunkle Mondseite ist nicht vollkommen dunkel. Sie empfängt von der Erde reflektiertes Sonnenlicht und wirft dieses wieder zurück. Die Helligkeit dieses Lichtes ist allerdings so gering, dass sie mit bloßem Auge nicht wahrnehmbar ist. Mit einem Fotoapparat dagegen und einer genügend langen Belichtungszeit kann man dieses so genannte „aschgraue Mondlicht“ einfangen.
Vollmond haben wir also, wenn die Erde zwischen Mond und Sonne steht und man von der Erde aus die volle beleuchtete Mondhalbkugel sieht. Es leuchtet sofort ein, dass das nur der Fall ist, wenn die Erde eben nicht exakt zwischen Sonne und Mond steht, sondern ein Stück oberhalb oder unterhalb der Mondbahn. Steht die Erde tatsächlich genau zwischen Sonne und Mond, fällt ihr Schatten auf den Mond – eine Mondfinsternis entsteht.
Die Bahn der Venus liegt zwischen der der Erde und der Sonne. Steht die Venus zwischen der Erde und der Sonne, wendet sie uns also im Wesentlichen ihre unbeleuchtete Rückseite zu und man sieht nur eine sehr schmale Sichel. Steht die Venus hinter der Sonne, sehen wir ihre beleuchtete Vorderseite; steht sie im 90°-Winkel zur Erde, sehen wir eine beleuchtete „Halbvenus“. Da die Venus, wenn sie hinter der Sonne steht, etwa 150 Millionen Kilometern Abstand von der Erde hat, auf ihrer Position vor der Sonne aber nur 40 Millionen Kilometer, ist die „Vollvenus“ viel kleiner als die „Neuvenus“, so dass trotz der nur geringen beleuchteten Fläche die Sichel etwa einen Monat vor „Neuvenus“ heller ist als die voll beleuchtete Venus.
Sowohl die „Vollvenus“ als auch die „Neuvenus“ stehen in der Nähe der Sonne am Taghimmel (und sind daher nicht zu sehen), weil in beiden Fällen von der Erde aus gesehen der Planet in Richtung Sonne liegt. Der Mond liegt nur bei Neumond in Richtung Sonne; bei Vollmond liegt er in entgegengesetzter Richtung – man muss der Sonne „den Rücken zu drehen“, weshalb er nachts am Himmel steht.
Der Ablauf der Venusphasen ergibt sich aus einem Zusammenspiel der Jahresläufe von Erde und Venus. Nun dreht sich die Erde aber auch noch um sich selbst. An einer bestimmten Position im Jahreslauf wandern also Venus und Sonne von rechts nach links (bezogen auf die Skizze in Abbildung 3) an der Erde vorbei. Deshalb geht die zunehmende Venus vor der Sonne auf, die abnehmende nach der Sonne. Erstere ist also als Morgenstern, letztere als Abendstern zu sehen.
Der Mond wandert nun auf seinem Umlauf um die Erde in die Schattenzone und durch sie hindurch. Je nachdem, wie exakt die Erde zwischen ihm und der Sonne steht, streift er nur den Halbschatten oder gerät sogar vollständig in den Kernschatten. Tritt der Mond vollständig in den Kernschatten ein, spricht man von einer totalen Mondfinsternis; tritt er nur teilweise in den Kernschatten ein, handelt es sich um eine partielle Mondfinsternis. Eine partielle Halbschattenfinsternis schließlich entsteht, wenn nur ein Teil des Mondes in den Halbschatten eintritt und der Rest überhaupt nicht im Schatten liegt. Diese Finsternis ist mit bloßem Auge kaum zu erkennen, da der Helligkeitsunterschied gering ist.
Jeder, der schon einmal eine totale Mondfinsternis gesehen hat, weiß, dass die Finsternis bei einer totalen Mondfinsternis gar nicht so vollständig ist, wie oben behauptet. Die Mondscheibe leuchtet rötlich. Der rote Schein kommt von dem Sonnenlicht, dass durch die Erdatmosphäre auf den Mond gestreut wird. Blaues Licht wird stärker gestreut als rotes (siehe Himmelsblau); das bedeutet, das blaue Licht wird gewissermaßen „in alle Himmelsrichtungen“ ins Weltall gestreut; das rote Licht dagegen wird nur wenig gestreut, weshalb einiges davon zum Mond gelangt. Der reflektiert es dann wiederum und wir sehen die Mondscheibe geisterhaft rot leuchten.
Ganz ähnlich wie eine Mondfinsternis entsteht eine Sonnenfinsternis – nur haben Erde und Mond hier vertauschte Rollen, die Erde liegt diesmal im Schatten des Mondes. Sonnenfinsternisse gibt es also nur bei Neumond. Weil der Mond jedoch kleiner ist als die Erde, ist auch sein Kernschatten kleiner. Deshalb bekommt man so viel seltener eine Sonnenfinsternis zu sehen, als eine Mondfinsternis. Die Wahrscheinlichkeit, in den Kernschatten, beziehungsweise überhaupt in den Schatten zu geraten, ist geringer. In den Halbschattenbereichen sieht man eine partielle Sonnenfinsternis. Dann ist nur ein Teil der Mondscheibe vor der Sonnenscheibe zu sehen.
Dass es überhaupt zu einer Sonnenfinsternis kommen kann, liegt daran, dass von der Erde aus betrachtet, Mond und Sonne fast gleich groß sind. Da sowohl die Bahn der Erde um die Sonne als auch die des Mondes um die Erde Ellipsen sind, ist die scheinbare Größe des Mondes nicht immer gleich. Es kann daher passieren, dass der Mond die Sonne nicht komplett abdeckt, sondern dass ein heller Ring außen übrig bleibt. Das nennt man dann eine ringförmige Sonnenfinsternis.
Wir haben die Sonnenfinsternis in Stuttgart erlebt, wo es leider bewölkt war und wir deshalb nicht beobachten konnten, wie die Mondscheibe sich vor die Sonne schob. Nichtsdestotrotz war es ein Erlebnis, das sich kaum mit Worten wiedergeben lässt. Die Dunkelheit fiel sehr plötzlich, übergangslos. Es war nicht völlig finster, es herrschte ein dunkelgraues, aschiges Licht (weniger poetisch: Streulicht aus den noch beleuchteten Teilen der Atmosphäre). Die Farbe der Dunkelheit wirkte unnatürlich und fahl – vermutlich, weil die Tönung der Dämmerung fehlte, an die wir bei uns gewönt sind. Ich habe noch eine totale Stille in Erinnerung, als würde alles den Atem anhalten … und ehrlich gesagt, habe ich in dem Moment, als die Dunkelheit förmlich wie eine Wand über die Erde fiel, durchaus einen Anflug Grauen verspürt und war ganz froh, im 21. Jahrhundert zu leben, in dem man solche unzeitigen Dunkelheiten problemlos erklären kann.
© Wiebke Salzmann, Juli 2009