MAGNETFELD

Schutzschild und Generator

Ohne es gäbe es kein Leben auf der Erde: Das Erdmagnetfeld, das uns als primärer Schutzschild gegen die „Angriffe" der Sonne dient, entsteht durch die Konvektionsströme im Erdkern. Die Forscher gehen ihm immer weiter auf den Grund und hegen dabei eine große Hoffnung: eine neue Energiequelle zu erschließen.

La convection dans le noyau est à l’origine de la génération du champ magnétique de la Terre par effet dynamo. Les mouvements de fluide conducteur (structures tourbillonnaires en bleu) étirent les lignes du champ magnétique, leur donnant de l’énergie. La persistance de la dynamo terrestre durant les derniers 3.5 milliards d’années apporte des contraintes sur le scénario d’évolution thermique de la planète. © Julien Aubert, CNRS-IPGP
Durch die Konvektionsbewegungen im Erdkern wird über den Dynamo-Effekt das Erdmagnetfeld erzeugt. Die Bewegungen der leitenden Flüssigkeit (wirbelförmige Strukturen in Blau) dehnen die Feldlinien und führen diesen Energie zu. Der Dynamo der Erde funktioniert bereits seit 3,5 Milliarden Jahren und trägt notgedrungen zur thermischen Entwicklung des Planeten bei. ©Julien Aubert, CNRS-IPGP

In jeder Sekunde bombardieren starke Partikelströme die Erde, die durch Sonneneruptionen freigesetzt werden.Zu unserem großen Glück schützt uns die Magnetosphäre vor dieser ionisierenden Strahlung, indem sie die Flugbahn dieser Partikeln durch elektromagnetische Abstoßung ablenkt. Den Satelliten hoch oben in der Atmosphäre ist dieses Glück nicht beschert.

Im Zuge der letzten großen Magnetstürme im Jahre 2003 haben einige von ihnen „Federn lassen" müssen. Um die Bordelektronik vor ähnlichen Angriffen zu schützen, versuchen die Meteorologen nun, diese Magnetstürme vorherzusehen und analysieren dazu die Schwankungen des Sonnenlichts. Die Reaktions - zeiten hierfür sind vertretbar. Wenn uns Lichtstrahlen in acht Minuten erreichen, dann brauchen die schädlichen Partikel ein bis zwei Tage für den gleichen Weg. Da die Leistungs - fähigkeit dieser Vorhersagemodelle bisher noch begrenzt ist, müssen sie weiter verbessert werden. Auch ein besseres Verständnis unseres eigenen Magnetfelds wäre zweifellos förderlich.

Der Geodynamo

Unser Planet ist tatsächlich mit einem richtigen Dynamo vergleichbar. Der Grund dafür ist, dass zwar nicht der innere, aber der äußere Erdkern flüssig ist und sich hier und da lokale Temperatur- und Druckunterschiede ergeben. Mehr braucht es nicht, um in seinem Inneren Konvektionsströme zu erzeugen.

Diese in Bewegung befindlichen Fluide, die sich größtenteils aus geschmolzenen Metallen (Eisen und Nickel) zusammensetzen, stellen allesamt bewegte elektrische Ladungen dar.Fügt man nun noch hinzu, dass sich das System inmitten einer Vielzahl solarer und galaktischer Magnetfelder befindet, dann hat man sämtliche Bestandteile für einen sich selbst aufrechterhaltenden Dynamo zusammen.

Denn die äußeren Magnetfelder lassen den im Kern erzeugten Konvektionsstrom schwanken. Durch diese Elektronenbewegung wird ein inneres Magnetfeld erzeugt, das daraufhin das erste Feld ersetzt: Das Phänomen setzt sich selbstständig fort. Durch dieses starke, vom Erdkern erzeugte Magnetfeld wird die Magnetosphäre gebildet, die uns beschützt.

Eine vielversprechende Energiequelle

Seit etwa 20 Jahren versuchen die Wissen - schaftler, diese Theorie mit Fakten zu belegen.Die elektromagnetischen Wechsel wirkungen sind wohlbekannt, nicht aber der Aspekt der „Selbstaufrechterhaltung", der auch weiterhin hypothetisch bleibt. Laut Philippe Cardin vom Laboratoire de Géophysique interne des Observatoire de Grenoble (FR) „sind die Anwendungsmöglich keiten im Falle eines experimentellen Erfolgs zur Nutzbarmachung des Phänomens verlockend. Schon jetzt sind wir in der Lage, ein Magnetfeld zu erzeugen, indem wir eine von flüssigem Natrium umschlossene Metallkugel, die wiederum einem äußeren Magnetfeld ausgesetzt ist, kräftig in Rotation versetzen. Wenn die Bedingungen zur Selbstaufrecherhaltung nachgestellt werden, wird durch die elektromagnetischen Wechsel - wirkungen Elektrizität erzeugt. Mithilfe der Nachbildung unseres Planeten könnten wir dann einen revolutionären Stromerzeuger entwickeln."»

Marie-Françoise Lefèvre


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Mehr Einzelheiten

Aus der Fassung gebracht...

„Man muss kein Pfadfinder sein, um zu wissen, dass eine Kompassnadel nach Norden zeigt!" Im Gegensatz zur allgemeinen Auffassung zeigt die Kompassnadel allerdings nur recht selten den geografischen Nordpol an. Hauptursache ist die derzeitige Abweichung von 8° zwischen der Polarachse und der magnetischen Achse der Erde. Aber das Magnetfeld ändert sich häufig, sowohl in räumlicher als auch in zeitlicher Hinsicht. Eine Kompassnadel in Chicago weist genau nach Norden, während sie in New York in Richtung 15° West zeigt. Und wenn man die Situation über Millionen von Jahren hinweg analysiert, ist es wahrscheinlich, dass sich dieselbe Kompassnadel zeitweise nach Süden ausrichtet. Denn die magnetischen Pole kehren sich etwa alle 250 000 Jahre um, allerdings mit deutlichen zeitlichen Schwankungen. Die Geophysiker sind der Ansicht, dass sich dies schon „bald" wieder ereignen wird, da die letzte Umkehrung vor 780 000 Jahren stattfand.

Hier noch ein Fakt, um sich gänzlich in Einzelheiten zu verlieren: Früher wurde das Ende der Kompassnadel, das, zumindest annähernd, in die Richtung des geografischen Nordens zeigte, „Nordpol" genannt. Dann führten genauere Messungen zur Unterscheidung zwischen dem geografischen Norden einerseits und dem „magnetischen" Norden andererseits. Die Konvention ist geblieben, genau wie bei allen Magneten. Nun ist es im Magnetismus aber so, dass sich Gegensätze anziehen. Wenn also unser magnetischer Norden den Norden der Magnete anzieht, dann ist er doch eigentlich ein magnetischer Südpol. Wo liegt nun der Fehler?



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