Wenn Sie schon einmal einen Kompass benutzt haben, wissen Sie, dass die Magnetnadel immer nach Norden zeigt. Naja, fast Norden. Wenn Sie nur am Wochenende campen sind, spielt der Unterschied keine Rolle. Für Wissenschaftler, die das Erdinnere untersuchen, ist der Unterschied wichtig. Wie sich das Magnetfeld der Erde im Laufe der Zeit ändert, gibt uns Hinweise darauf, wie unser Planet überhaupt ein Magnetfeld erzeugt.
Die Nordpole der Erde. Quelle: Wikipedia-Benutzer Cavit
Es gibt zwei Arten von magnetischen Nordpolen. Einer ist der geomagnetische Pol, der auf der Dipol-Annäherung des Erdmagnetfelds basiert. Hier stellt man sich die Erde als riesigen Stabmagneten vor. Das Magnetfeld kommt aus dem geomagnetischen Südpol des Magneten und schleift dann um den geomagnetischen Nordpol herum. DiewahrDer magnetische Nordpol ist dort, wo die magnetischen Feldlinien senkrecht zur Erdoberfläche verlaufen. Diese beiden Pole befinden sich nicht an derselben Stelle, da das Erdmagnetfeld kein einfacher Stabmagnet ist.
Das sich ändernde Magnetfeld der Erde. Kredit: US Geological Survey (USGS
Das Erdmagnetfeld wird von einem magnetischen Dynamo erzeugt. Flüssiges Eisen im äußeren Erdkern konvektiert und dreht sich, um elektrische Ströme zu erzeugen. Diese Ströme erzeugen wiederum ein magnetisches Feld. Es ist ein komplexer Prozess, der den thermischen Fluss, die Erdrotation und andere geologische Aktivitäten umfasst. Computersimulationen sind oft nicht genau genug, um die Details des Erdmagnetfelds zu berücksichtigen, aber die Modelle werden besser. Kürzlich hat ein Team mehrere Computersimulationen mit den langfristigen Veränderungen des Erdmagnetfelds verglichen und dabei einige interessante Dinge gelernt.
Der Magnetpol driftet schneller. Quelle: Wikipedia-Benutzer Cavit
Wir wissen, dass unser Magnetfeld nicht durch einen im Erdkern eingeschlossenen Magneten verursacht wird, weil es ändert sich mit der Zeit. Die Veränderung vollzieht sich allmählich, wurde aber seit dem 17. Jahrhundert direkt beobachtet. Wir wissen auch, dass diese Variationen mindestens in den letzten 20 Millionen Jahren aufgetreten sind, indem wir den Magnetismus von Gesteinen messen. Wenn wir uns Gesteine entlang des Meeresbodens des mittelatlantischen Grabens ansehen, stellen wir auch fest, dass das Magnetfeld der Erde etwa alle 200.000 Jahre die Polarität umkehrt. Diese Ummagnetisierungen stellen jedoch eine Herausforderung für das Dynamomodell dar. Wie konnten große Eisenströme innerhalb der Erde solch instabile Perioden haben?
Diese aktuelle Studie beantwortet diese Herausforderung mit neuen Computermodellen. Sie zeigten, dass das Dynamomodell magnetische Umkehrungen berücksichtigen kann. Bevor diese Umkehrungen auftreten, kann die Lage der Magnetpole erheblich variieren, bis zu zehn Grad pro Jahr. Das wäre eine Drift von mehr als 25 Kilometern pro Tag.
Das ist zwar überraschend schnell, sollte uns aber auch ein wenig Komfort bieten. Die Drift des magnetischen Nordens hat in den letzten Jahrzehnten zugenommen, was einige zu der Vermutung veranlasst, dass sich die magnetischen Pole der Erde in Kürze umdrehen könnten. Aber auch in den letzten Jahren beträgt die Drift nur etwa einen Zehntelkilometer pro Tag. Es sieht also so aus, als wäre eine Ummagnetisierung noch in weiter Ferne.
Referenz:Christopher J Davies & Catherine G Constable. “ Aus Erdbeobachtungen und numerischen Simulationen abgeleitete schnelle geomagnetische Veränderungen . 'Naturkommunikation11, 3371 (2020)