Wenn der Sommer nicht mehr weit ist, beginnen sich viele Menschen vorsorglich vor den kommenden Gewittern zu fürchten. Vor den mächtigen Gewitterblitzen sind Menschen zu Recht auf der Hut, denn große Stromstärken sind für uns nicht gesund. Kleine aber schon und sie sind sogar notwendig, denn auf ihrer Basis funktionieren wir.
Jeder menschliche Gedanke, jede Muskelkontraktion basiert auf elektrischen Impulsen. Ohne elektrischen Impuls würde unser Herz stehen bleiben. Und dann wäre auch bald das Hirn tot, was nach allem, was wir heute wissen, kein wünschenswerter Zustand ist. Falls Sie sich übrigens schon einmal gefragt haben, ob man ausrechnen kann, wie viel Strom ein Gedankenblitz verbraucht, so lautet die Antwort auf Ihre Frage: Ja. Viel ist es allerdings nicht, was auch damit zusammenhängen dürfte, dass wir uns sehr viele Gedanken machen.
Der Grundumsatz eines durchschnittlichen Gehirns beträgt rund zwölf Watt. Das sagt aber nicht viel über die elektrische Leistung aus, denn das Gehirn produziert auch viel Wärme. Das ist einer der Gründe, warum Geparden, die schnellsten Landsäugetiere der Welt, beim Beutefang nur ein paar 100 Meter düsen können. Danach sind die Muskeln, aber auch das Gehirn stark erhitzt, der Gepard würde sein Hirn kochen, wenn er keine Pause einlegte.
Zurück zum Strom. Nehmen wir ein einfaches Gehirn mit etwa 10.000 Neuronen. Falls Ihnen das schon viel vorkommt: Sie selber besitzen zirka 100 Milliarden solcher Nervenzellen. Ein Gebiet mit 10.000 Neuronen genügt aber schon, damit Gedanken stattfinden können, die diesen Namen auch verdienen. Von diesen 10.000 Neuronen wird statistisch gesehen jedes rund einmal pro Sekunde feuern. Feuern bedeutet in dem Fall: ein elektrisches Signal abgeben. Das ist aber noch kein Gedanke, das ist quasi Standgas, das machen die Neuronen immer so. Für einen Gedanken müssen sich Neuronen synchronisieren, das heißt, sie müssen gleichzeitig feuern. Nehmen wir an, an unserem Modellgedanken sei ein Drittel der 10.000 Neuronen beteiligt. Jedes Neuron ist wiederum mit 8000 anderen Neuronen verbunden, über Synapsen genannte Schaltstellen. Das muss so sein, wenn man auf einen Gedanken aus ist. Für eine Synapse kann man ein Millivolt Spannung annehmen, und somit kommt man insgesamt auf 2400 Volt. Allerdings fließt dabei kaum Strom, nur im Nanoamperebereich, also wirklich wenig.
2400 Volt klingt zwar trotzdem nach enorm viel, allein, wenn man sich vor Augen hält, wie es sich bereits anfühlt, wenn man nur die beiden Pole einer Neun-Volt-Batterie mit der Zungenspitze verbindet. Aber das Gehirn besteht fast ausschließlich aus Isolationsmaterial, deshalb reißt es uns beim Denken nicht ununterbrochen. Das Gehirn hat praktisch überall Gummistiefel an. Bildlich gesprochen. Außerdem kann man für einen Blitz in der Luft von nur einem Millimeter Länge in grober Näherung 1000 Volt annehmen, und Blitze von zwei Millimetern Länge hat jeder von uns schon selber hergestellt.
Das geht ganz einfach. Wenn man durch einen Raum geht, am besten in Schuhen mit Gummisohlen, dann reißt man mit den Schuhen Elektronen aus dem Boden. Das klingt grausamer, als es ist, man nennt den Vorgang auch Reibung. Diese Elektronen sammeln sich danach in unserem gesamten Körper, der somit als geladen gelten muss. Je mehr Elektronen sich in unserem Körper befinden, desto größer wird die Spannung sein, die wir verursachen. Interessanterweise spüren wir selber nichts, denn es fließt praktisch kein Strom.
Kommen wir aber in die Nähe von einem Stück Metall, am besten an eine Metallspitze, dann versuchen die zusätzlichen Elektronen, die sich im Körper gesammelt haben, zu entkommen und wandern durch die Luft zum Metall. Elektronen mögen Metall lieber als Gummischuhe oder Gewand. Dieses Wandern ist allerdings eher unangenehm. Denn sobald sich Elektronen bewegen, spricht der Fachmann von Strom, und diesen Strom spüren wir. Zugegeben, der Strom ist relativ gering, aber die Spannung, die durch die Finger fließt, ist letztlich bemerkenswert.
Wer will, kann den selber gebastelten Blitz auch weiterschenken und so ein wenig Schwung in sein Leben bringen. Am besten mit den Schuhsohlen über einen Teppichboden schlurfen und dann mit dem Finger das Ohr eines Schul- oder Arbeitskollegen berühren. Wenn alles passt, wird der Elektrisierte aufspringen und Sie durchs Zimmer jagen, und so machen beide ein wenig Bewegung in einer Zeit, in der wir Menschen bekanntermaßen ohnehin viel zu viel sitzen.
Blitze an sich sind also noch nicht besonders gefährlich, es kommt drauf an, wo sie hergestellt werden und was sie danach beruflich machen. Ein nur durchschnittlicher Gewitterblitz bringt eine Spannung von rund 500 Millionen Volt mit sowie eine Stromstärke von rund 30.000 Ampere, und das in Sekundenbruchteilen. Zusätzlich werden Temperaturen von über 30.000 Grad Celsius erreicht. Vor solchen Blitzen fürchten wir uns zu Recht. Am 3. Juli 2012 hat es bei einem Gewitter angeblich die meisten Blitze des Jahres in Österreich gegeben. Exakt 22.109 Blitze zur Erde sind damals vom österreichischen Blitzortungssystem Aldis gezählt worden.
Herzlichen Glückwunsch natürlich im Nachhinein dem 3. Juli 2012, aber wie zählt man an einem Tag 22.109 Blitze? Mitfilmen und danach in Superzeitlupe nachzählen? Nein, das geht viel besser. Wenn ein Blitz einschlägt, dann bewegen sich nämlich Elektronen von der Wolkenunterseite zum Boden. Dadurch entsteht ein elektrisches Feld. Bewegen sich Elektronen, entsteht aber normal dazu auch ein Magnetfeld. Normal heißt in dem Fall im rechten Winkel. Danke. Bitte.
Das heißt, zuerst entsteht ein elektrisches Feld, dann ein Magnetfeld, also in Summe ein elektromagnetisches Feld, um den Blitz herum. Beide Felder breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit quer zum Blitz aus. Um die Geschwindigkeit zu messen, nimmt man aber keine gewöhnliche Radarfalle, sondern eine gewöhnliche Antenne.
In einer Antenne werden Elektronen zur Bewegung durch äußere elektrische und magnetische Felder angeregt. Es fließt somit durch die Anregung der Felder Strom.
Und durch einen Verstärker kann man dann diese Anregung, diesen Strom hören. Jeder Blitz macht ein Geräusch im Lautsprecher, er knackt sozusagen. Dadurch kann man sogar ziemlich genau eruieren, wo ein Blitz eingeschlagen hat. Das Blitzortungssystem Aldis verwendet österreichweit acht solcher Antennen. Bei den acht Antennen knackt es zu unterschiedlichen Zeiten, und damit kann man ausrechnen, wo der Blitz eingeschlagen hat, und zwar auf mehrere Meter genau.
Das bedeutet, wenn Sie im Gebirge in ein Unwetter geraten, dann weiß man bei Aldis danach ziemlich präzise, wo rund um Sie der Blitz eingeschlagen hat, und wann in Sie selber. Das möchten die meisten Menschen allerdings vermeiden und suchen deshalb bei Androhung eines Gewitters in den Bergen Schutz. Das ist aber nur dann eine gute Idee, wenn der Schutz, etwa eine Hütte, einen Blitzableiter vorzuweisen hat. Den anzubringen kann im Gebirge ziemlich mühsam sein, denn es reicht keineswegs, einfach über einen Kupferdraht, der am First montiert ist, die Elektronen in die Erde zu begleiten. Unter der Hütte muss auch noch eine große Matte verlegt werden, aus Kupfer oder verzinktem Stahl, damit die Elektronen nicht nur auf eine möglichst große Fläche, sondern vielmehr auf ein möglichst großes Volumen verteilt werden. Erst dann ist ein Blitzableiter ein wirksamer Schutz. Im Gebirge muss man deshalb genau abwägen.
Wenn man auf einer Bergwanderung in ein Gewitter gerät, und eine Hütte mit Blitzableiter ist in der Nähe, dann funktioniert der meist auch. Wenn es sich aber nur um einen Unterstand handelt, sollte man sich dem lieber nicht nähern, sondern im Regen bleiben. Der Unterstand stellt nämlich eine Erhebung dar, die dem Blitz gefällt, dort schlägt er am liebsten ein. Jedes Jahr gibt es deshalb in den Bergen ein paar Schwerverletzte oder gar Todesopfer, die sich eigentlich in Sicherheit wähnten.
Falls Sie in einer Abteilung arbeiten, Ihr Chef jünger und besser qualifiziert als Sie und daher unter normalen Umständen Ihre Karriere in der Firma zu Ende ist, dann sollten Sie, falls Sie beim nächsten Betriebsausflug in die Berge von einem Gewitter überrascht werden, untertänig vorschlagen: Chef, stellen Sie sich unter. Sie sind wichtiger für die Firma! Der Chef wäre somit versorgt, Sie und Ihre Kollegenschaft aber noch im Freien. Was tun?
Am besten sich in eine Vertiefung hocken, mit geschlossenen Beinen, und hoffen, dass nichts passiert. Geschlossene Beine deshalb, weil die Elektronen, wie die meisten Menschen auch, den Weg des geringsten Widerstandes gehen. Wenn sie also von der Seite vorbeikommen, dann kann es zwar sein, dass sie erst ins eine Bein durch einen Schuh hineinwandern, aber dann springen sie umgehend zum anderen Bein hinüber und verlassen den Körper wieder. Das ergibt vielleicht ein paar Brandblasen an den Füßen und den Bedarf nach neuem Schuhwerk. Hat man dagegen die Beine gegrätscht oder, noch schlechter, liegt man am Boden, dann befinden sich an einem Ende viele Elektronen, am anderen sehr wenige, und die vielen wandern dann durch den Körper durch und hinterlassen eine Spur der Verwüstung. Man spricht in so einem Fall von großer Schrittspannung. Ob Sie, während Sie wie das Häschen in der Grube hocken, das Mobiltelefon eingeschaltet haben oder nicht, spielt übrigens keine Rolle, der Blitz trifft Sie deshalb nicht eher.
Das bedeutet für Ihren Betriebsausflug: Während der Chef im Unterstand die Hauptverantwortung zu übernehmen sich anschickt, hocken Sie, Ihre Kolleginnen und Kollegen in sicherem Abstand voneinander im Freien. Sie haben das Mobiltelefon auf Filmen eingestellt und schauen, wer die Beine am weitesten gespreizt hat. Darauf richten Sie Ihre Linse. Wenn der Blitz einschlägt, verlieren Sie zwar vielleicht einen Arbeitskollegen, haben aber eine respektable Chance auf einen YouTube-Hit.
Martin Puntigam
ist Solo-Kabarettist und Master of Ceremony der Science Busters. Sein neues Kabarett-Solo Supererde ist vom 21.23. November und vom 28.30. November im Wiener Kabarett Niedermair zu sehen.