Warum kehrt sich das Erdmagnetfeld um?

Forscher gehen davon aus, dass die Bewegung von flüssigem Metall im Erdkern eine der Hauptursachen für die Umpolung des Magnetfelds ist.

Experten können nicht genau vorhersagen, wann sich das Erdmagnetfeld umkehren wird. Foto: Weltraum

Die Erde, ein Gesteinsplanet mit flüssigem Wasser, ist aus vielen Gründen ein idealer Ort für Leben. Sie befindet sich im richtigen Abstand zu ihrem Stern, damit flüssiges Wasser auf ihrer Oberfläche existieren kann. Die Gravitationskraft anderer Planeten schützt sie vor Kollisionen mit Asteroiden. Laut Space bildet das Erdmagnetfeld zudem eine Schutzbarriere gegen geladene Teilchen, die durch den Weltraum rasen.

Das Erdmagnetfeld entsteht durch einen komplexen Fluss geschmolzenen Metalls im äußeren Erdkern. Dieser Fluss wird sowohl von der Erdrotation als auch vom festen Eisenkern beeinflusst. Das Ergebnis ist ein bipolares Magnetfeld, dessen Achse mit der Rotationsachse der Erde übereinstimmt. In der chemischen Zusammensetzung uralter Gesteine ​​finden sich Hinweise darauf, dass das Erdmagnetfeld ein dynamisches, sich veränderndes Phänomen ist. Beim Abkühlen der Lava richten sich die darin enthaltenen Eisenminerale nach dem Erdmagnetfeld aus, ähnlich wie die Nadel eines Kompasses nach Norden zeigt.

Das Erdmagnetfeld variiert über sehr kurze und sehr lange Zeiträume, von Millisekunden bis zu Millionen von Jahren. Wechselwirkungen des Magnetfelds mit geladenen Teilchen im Weltraum können es kurzfristig verändern, während längerfristige Störungen des Felds durch Prozesse im flüssigen äußeren Erdkern verursacht werden.

Unter dem Einfluss von Fluidbewegungen im Erdinneren lässt sich die Umpolung des Erdmagnetfelds in drei Phasen unterteilen. In der Phase des Magnetfeldabfalls schwächt sich das Magnetfeld allmählich ab und seine Richtung wird unregelmäßiger. Anschließend driften die Erdmagnetpole von ihrer aktuellen Position ab und bewegen sich in die entgegengesetzte Richtung. In der Phase der Polrekonstruktion bildet sich ein neues Magnetfeld, bis die Magnetpole schließlich ihre ursprüngliche Position wieder einnehmen.

Untersuchungen zum früheren Zustand des Erdmagnetfelds zeigen, dass zwei Polaritätszustände möglich sind. Im gegenwärtigen Normalzustand verlaufen die Magnetfeldlinien vom Nordpol nach außen und zum Südpol hin nach innen. Auch eine Polaritätsumkehr ist möglich und ebenso stabil. Paläomagnetische Forschungen belegen, dass die Polaritätsumkehr des Erdmagnetfelds unregelmäßig und unvorhersehbar ist, hauptsächlich aufgrund des zugrunde liegenden Mechanismus. Laut dem Geophysiker Leonardo Sagnotti verläuft die Strömung von flüssigem Metall (hauptsächlich geschmolzenem Eisen) im äußeren Erdkern chaotisch und unregelmäßig. Die magnetische Umpolung tritt in Perioden geringer geomagnetischer Feldstärke und instabiler Magnetfeldstruktur auf.

Eine magnetische Umpolung dauert mehrere tausend Jahre. Kurz vor der Umpolung ist das Magnetfeld geschwächt, wodurch die Erdatmosphäre vermehrt Sonnenwind und kosmischer Strahlung in Form geladener Teilchen ausgesetzt ist. Jüngste Forschungsergebnisse zeigen, dass die Menge an kosmischer Strahlung, die die Erdatmosphäre erreichte, während der Laschamps-Umpolung vor 41.000 Jahren weltweit dreimal so hoch war wie heute.

Für die menschliche Zivilisation ist nicht die Verschiebung der Magnetpole an sich besorgniserregend, sondern die Phase abnehmender Erdmagnetfeldstärke. Die moderne Gesellschaft ist zunehmend von Technologie abhängig. Große Mengen geladener Teilchen, die in Bodennähe in die Magnetosphäre eindringen, beeinträchtigen Sicherheit, Kommunikation, elektrische Infrastruktur, Satelliten und Astronauten im erdnahen Orbit. Insbesondere aufgrund der zufälligen Natur der Magnetfeldschwankungen können Forscher den genauen Zeitpunkt dieses Ereignisses nicht vorhersagen.

An Khang (laut Space )

Quellenlink: https://vnexpress.net/tai-sao-tu-truong-trai-dat-dao-nguoc-4703880.html