Spiegelt sich das Magnetfeld der Erde bald um?

Erde

Eine NASA-Visualisierung der Magnetfelder der Erde. (Bildnachweis: NASA/Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab)



Der Nordmagnetpol der Erde ist so aus dem Gleichgewicht geraten, dass Wissenschaftler das globale Magnetfeldmodell, das sie erst vor vier Jahren veröffentlicht haben, aktualisieren müssen. Könnte das ein Zeichen dafür sein, dass der Magnetpol bald umkippt?



Das World Magnetic Model (WMM) – der Name der aktualisierten Darstellung des Magnetfelds der Erde – wird voraussichtlich frühestens am 30. Januar veröffentlicht. Das ist etwa zwei Wochen später als geplant, mit der Verzögerung aufgrund der Schließung der Regierung. entsprechend ein Bericht in der Natur .

Der Magnetpol bewegt sich so unvorhersehbar aus der kanadischen Arktis in Richtung Sibirien, dass es die Wissenschaftler überraschte. Dieses Update von 2015 sollte bis 2020 gültig bleiben, sagte Arnaud Chulliat, ein Geomagnetist an der University of Colorado Boulder und den Nationalen Zentren für Umweltinformationen der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) gegenüber Nature. [Die bunten atmosphärischen Schichten der Erde aus dem Weltraum fotografiert]



Es ist keine Neuigkeit, dass sich der Pol bewegt; Langzeitaufzeichnungen aus London und Paris (seit 1580 aufbewahrt) zeigen, dass sich der Nordmagnetpol über Zeiträume von einigen hundert Jahren oder länger unregelmäßig um den rotierenden Nordpol bewegt, Ciaran Beggan, ein Geophysiker des British Geological Survey, der an WMM-Updates, teilte demokratija.eu in einer E-Mail mit. Er zitierte eine Studie von 1981 aus der Zeitschrift Philosophical Transactions der Royal Society of London.

Aber was wirklich auffällt, ist die Beschleunigung der Bewegung. Mitte der 1990er Jahre beschleunigte der Pol plötzlich seine Bewegungen von etwas mehr als 15 Kilometern pro Jahr auf 55 Kilometer pro Jahr. Seit letztem Jahr raste der Pol über die internationale Datumsgrenze in Richtung der östlichen Hemisphäre.

Die Hauptursache für die Bewegung kommt von der Erde Außenkern aus flüssigem Eisen , das auch als „Kernfeld“ bezeichnet wird. Auch kleinere Faktoren wirken sich auf die Bewegung aus. Zu diesen Einflüssen gehören magnetische Mineralien in der Kruste und im oberen Mantel (insbesondere für lokale Magnetfelder) und elektrische Ströme, die von Meerwasser erzeugt werden, das sich durch ein 'magnetisches Umgebungsfeld' bewegt, laut dem Bericht 2015 der WMM .



'Einer der Gründe, warum wir die Karte aktualisieren können, ist, dass die Europäische Weltraumorganisation im Jahr 2013 eine Reihe hochpräziser Magnetfeldsatelliten gestartet hat', sagte Beggan in Bezug auf Swarm.

'Wir haben einen hervorragenden Datensatz, aus dem wir sehr gute Magnetfeldkarten erstellen und alle sechs bis zwölf Monate aktualisieren können', fügte Beggan hinzu. „Wir haben festgestellt, dass die Spezifikation des WMM in der Region hoher Breiten um den Pol nicht erfüllt wurde, da der Fehler im Durchschnitt 1 Grad Gitterwinkel überstieg. Dies veranlasste uns zu prüfen, ob es sich lohnt, ein neues Update herauszugeben.'

Ausflippen

Darüber hinaus scheint das Kernfeld schwächer zu werden – was ein Zeichen dafür sein könnte, dass sich das Magnetfeld des Planeten umdreht. Um besser zu verstehen, wie das passieren würde, funktioniert das Kerngebiet nach Ronald Merrill, einem emeritierten Professor für Erd- und Weltraumwissenschaften an der University of Washington, wie folgt: die mit der Schwesterseite von demokratija.eu Live Science gesprochen haben .



Eine einfache Möglichkeit, sich das Feld vorzustellen, ist, sich einen Stabmagneten vorzustellen, der durch das Erdzentrum verläuft und einen Nord- und einen Südpol hat, sagte Merrill, der nicht an der neuen WMM-Forschung beteiligt war. Dieser Magnet ist stark und repräsentiert ungefähr 75 Prozent der Intensität des Erdmagnetfelds an der Oberfläche.

Natürlich ist ein Stabmagnet keine perfekte Darstellung – es sind tatsächlich elektrische Ströme, die das Magnetfeld der Erde erzeugen – aber das Modell macht es einfacher, sich vorzustellen, was mit der Erde passiert, fügte Merrill hinzu. Konkret bewegt sich der „Stabmagnet“ nicht nur, sondern wird auch alle 100 Jahre um etwa 7 Prozent schwächer.

Die anderen 25 Prozent des Magnetfelds werden laut Merrill von einem anderen Feld erzeugt, das man sich als einen weiteren sich bewegenden Stabmagneten vorstellen kann. Hier ist ein interessanter Aspekt: ​​Wenn der zentrale Stabmagnet an Intensität verliert, erzeugt dieses zweite, schwächere Magnetfeld mehr Einfluss auf den globalen Magnetismus der Erde. 'Und das ist es, was dazu führt, dass sich dieses Feld in Richtung [Sibirien] bewegt', sagte Merrill gegenüber Live Science.

Nord- und Südpol der Erde tausche regelmäßig den Standort , mit dem letzten Flip vor etwa 780.000 Jahren. (Die Pole schwächten sich vor etwa 41.000 Jahren auch vorübergehend und schnell ab, fügte Beggan hinzu, erlebten jedoch nie einen vollständigen Flip.) Eine Studie aus dem Jahr 2018 in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences schlug vor, dass das Magnetfeld der Erde vor der großen Umstellung schwächer wurde.

Während ein Wechsel des Magnetfelds noch Tausende von Jahren entfernt wäre, könnten die Auswirkungen auf die Technologie tiefgreifend sein, wenn sie der heutigen Technologie ähnlich sind. Dies liegt daran, dass das schwächere Magnetfeld bei etwas schlechter wäre Abschirmung der Erde gegen den Sonnenwind (der ständige Strom geladener Teilchen, der von der Sonne ausgeht) und kosmische Strahlen (Strahlenstöße aus dem Weltraum). Magnetkompasse wären nicht so genau und Satelliten, die das Wetter überwachen oder Telekommunikationssignale übertragen, könnten gestört werden, sagte Monika Korte, Leiterin der Arbeitsgruppe Erdmagnetfeldentwicklung in Deutschland am GFZ Potsdam.

'In Bezug auf eine erhöhte Strahlung würde dies mit einer geringeren Abschirmung einhergehen, [aber] es scheint, dass die Atmosphäre immer noch eine ausreichende Abschirmung an der Erdoberfläche bieten würde, damit Menschen und Tiere nicht wesentlich beeinträchtigt würden', sagte sie demokratija.eu in einer E-Mail.

'Allerdings würden alle Effekte, die wir derzeit nur bei starken solaren/geomagnetischen Stürmen sehen, wahrscheinlich zunehmen und auftreten ... bei mäßiger Sonnenaktivität', fügte sie hinzu. 'Dazu gehören Satellitenausfälle oder Schäden an Satelliten, erhöhte Strahlendosen bei Langstreckenflugzeugen und der ISS [Internationale Raumstation], [und] Verzerrungen von Telekommunikations- und GPS-Signalen.'

Die laufende Überwachung des Erdmagnetfelds (einschließlich des Pols) wird nach der Veröffentlichung des WMM fortgesetzt, hauptsächlich durch die Swarm-Mission der Europäischen Weltraumorganisation, sagte Korte. Sie stellte jedoch fest, dass die Messung der Position des magnetischen Nordpols eine Herausforderung darstellt. Das liegt daran, dass sich der Pol in einem abgelegenen Gebiet befindet und die Messung des Erdmagnetfelds von allen Magnetfeldquellen beeinflusst wird – einschließlich der Magnetfelder in der Erdatmosphäre (Ionosphäre und Magnetosphäre).

'Es wird von der zukünftigen Magnetfeldänderung abhängen, die wir nicht vorhersagen können, ob eine weitere Aktualisierung des Modells außerhalb des üblichen Zeitplans erforderlich sein könnte', fügte sie hinzu.

Das nächste Update des WMM nach dem diesjährigen wird Anfang 2020 erwartet, sagte Beggan. Du kannst Lesen Sie hier mehr über die WMM .

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