Erdmagnetfeld

Merkmale

Das geomagnetische Feld der Erde entsteht aus zwei Gründen. Die konvektiven Bewegungen im flüssigkeitsleitenden Kern im Zentrum der Erde sind wichtig für die Erzeugung des Magnetfeldes. Wenn die konvektiven Bewegungen mit den elektrischen Strömen um die Erde auftreten, wird das Magnetfeld erzeugt. Die Erdrotation ist es, die das Magnetfeld aufrecht erhält. Die Wechselwirkung zwischen den konvektiven Bewegungen und den elektrischen Strömen erzeugt einen Dynamoeffekt.

Die Stärke des Magnetfeldes ist in der Nähe der Magnetpole am größten, wo es senkrecht steht. Die Stärke des Feldes ist am schwächsten in der Nähe des Äquators, wo es horizontal ist. Die Intensität des Magnetfeldes wird in Gauß gemessen.

Das Magnetfeld hat in den letzten Jahren an Stärke abgenommen. In den letzten zweiundzwanzig Jahren hat das Feld seine Stärke im Durchschnitt um 1,7% abgenommen. In einigen Bereichen des Feldes hat die Stärke um bis zu 10% abgenommen. Der schnelle Abfall der Feldstärke ist ein Zeichen dafür, dass sich das Magnetfeld umkehren könnte. Die Umkehrung könnte in den nächsten paar tausend Jahren erfolgen. Es hat sich gezeigt, dass die Bewegung der Magnetpole mit der abnehmenden Stärke des Magnetfeldes zusammenhängt.

Eine geomagnetische Umkehrung liegt vor, wenn der magnetische Nordpol und der magnetische Südpol ihre Plätze tauschen. Dies ist in der Geschichte der Erde schon einige Male passiert. Die magnetische Umkehrung erfolgt, nachdem die Feldstärke Null erreicht hat. Wenn die Stärke wieder zu steigen beginnt, nimmt sie in der entgegengesetzten Richtung zu, was eine Umkehrung der Magnetpole bewirkt. Die Zeit, die das Magnetfeld braucht, um sich umzukehren, ist unbekannt, kann aber bis zu zehntausend Jahre dauern. Die magnetischen Umkehrungen der Erde werden in Gesteinen, insbesondere in Basalt, aufgezeichnet. Die Wissenschaftler glaubten, dass die letzte geomagnetische Umkehrung vor 780.000 Jahren stattfand.

Magnetosphäre

Die Magnetosphäre wird durch das Magnetfeld erzeugt. Es ist der Bereich um die Erde herum, der als Schutzschild gegen die schädlichen Partikel im Sonnenwind wirkt. Die Magnetosphäre hat viele verschiedene Schichten und Strukturen, und der Sonnenwind formt jede dieser Schichten. Durch die Wechselwirkung von Sonnenwind und Magnetosphäre entstehen auch das Nord- und das Südlicht. Die Magnetosphäre ist sehr wichtig für den Schutz der Erde vor Sonnenstürmen, die die Sonnenwindaktivität erhöhen. Sonnenstürme können geomagnetische Stürme verursachen, die manchmal schwerwiegende Auswirkungen auf die Erde haben.

Die Gebiete zwischen den magnetischen Nord- und Südpolen sind die Magnetfeldlinien. Diese Linien verlassen die Erde vom vertikalen Punkt des Südens und treten durch den vertikalen Punkt des Nordens wieder ein. Diese beiden vertikalen Punkte werden als magnetische Tauchpole bezeichnet. Die magnetischen Tauchpole werden allgemein als Magnetpole bezeichnet. Die magnetischen Pole schneiden die Erde in zwei Punkten. Der magnetische Nordpol schneidet die Erde in 78,3 nördlicher Breite und 100 westlicher Länge. Damit befindet sich der magnetische Nordpol am Polarkreis. Der magnetische Südpol schneidet die Erde in 78,3 s Breite und 142 östlicher Länge. Damit befindet sich der magnetische Südpol in der Antarktis. Die Magnetpole befinden sich auch dort, wo die Magnetfelder am stärksten sind.

Diese Abbildung zeigt die Magnetosphäre, die den von der Sonne verursachten Sonnenwind blockiert.


Bewegung des magnetischen Nordpols. Es wird erwartet, dass er in der Nähe des geographischen Nordpols vorbeizieht und seinen Weg nach Sibirien fortsetzt.

Magnetische Pole der Erde

Wie andere Magnetfelder hat auch das Erdmagnetfeld magnetische Pole.

Der magnetische Nordpol ist der Punkt auf der Oberfläche der Nordhalbkugel der Erde, an dem das Magnetfeld des Planeten senkrecht nach unten zeigt. Es gibt nur einen Ort, an dem dies auftritt, und zwar in der Nähe des geografischen Nordpols (aber anders als dieser).

Sein Pendant auf der Südhalbkugel ist der magnetische Südpol. Da das Magnetfeld der Erde nicht genau symmetrisch ist, verläuft eine Linie, die von einem zum anderen gezogen wird, nicht durch den geometrischen Mittelpunkt der Erde.

Der magnetische Nordpol verschiebt sich mit der Zeit aufgrund magnetischer Veränderungen im Erdkern. Im Jahr 2001 lag er in der Nähe von Ellesmere Island in Nordkanada bei 81°18′N 110°48′W / 81,3°N 110,8°W / 81,3; -110,8 (Magnetischer Nordpol 2001). Es wird angenommen, dass sich der Pol ab 2015 über den kanadischen Arktis-Territorialanspruch hinaus nach Osten auf 86°18′N 160°00′W / 86.3°N 160.0°W / 86.3; -160.0 verschoben hat (Magnetischer Nordpol 2012 est).

Die magnetischen Nord- und Südpole der Erde sind auch als magnetische Dip-Pole bekannt, was sich auf den vertikalen "Einbruch" der Magnetfeldlinien an diesen Punkten bezieht.

Wandernde Tiere

Tiere, die lange Wanderungen unternehmen, können auf das Magnetfeld als Orientierungshilfe angewiesen sein.

Einige wandernde Tiere erkennen ihre Standorte an der Intensität des Feldes. Sie kennen die Zeit aufgrund der zirkadianen Rhythmen, die das Feld erzeugt. Wandernde Tiere werden mit einer magnetischen Karte im Kopf geboren, die es ihnen erlaubt, große Entfernungen sicher zu überwinden. Ihre Fähigkeit, das Magnetfeld wahrzunehmen, beruht auf magnetischen Partikeln. Andere Tiere haben einen chemischen Kompass, der auf einem Radikalpaar-Mechanismus beruht.