Erdmagnetfeld

Seit nunmehr 200 Jahren ist bekannt, daß sich die Stärke des Erdmagnetfeldes ändert. Vor einigen Jahren haben Wissenschaftler den theoretischen Beweis der Umpolung des Magnetfeldes erbracht. Auch aus Untersuchungen in den erkalteten Laven konnte die Umpolung anhand der Ausrichtung der magnetischen Partikel nachgewiesen werden.

Aber was verursacht diese Phänomen ?

Es ist bekannt, daß das innere der Erde wie ein Dynamo wirkt. Durch das Geschwindigkeitsdifferenzial zwischen Erdkern und Erdmantel wird ein gigantisches Magnetfeld aufgebaut. Dieser Dynamo wäre in einem elektrischen Schwingkreis die Spule. Da in dem Schwingkreis die elektrische Energie abwechselnd in der Spule bzw. Kondensator gespeichert wird und durch den Trägheitseffekt eine harmonische Schwingung verursacht wird, vermute ich, daß die Erde ebenfalls so ein Schwingkreis, vielleicht sogar ein Dipol ist.

Wenn der Erdkern /Mantel den Dynamo bilden, was nimmt dann die Stellung des Kondensators ein ?

Die nötige Energie zum aufrechterhalten des Systems wird wahrscheinlich durch die Massenträgheit der potentiellen Energie aus der Erdrotation gespeist.

Ich vermute, daß der Kondensator möglicherweise mechanischer Natur ist. Aber was kann das sein ? Vorstellen könnte ich mir vielleicht Änderungen  in der Strömungsrichtung des Magmas im Erdinneren. (Wegen der Temperaturen muß es elektrisch leitend sein)

Interessant wäre die Antwort vor allem auch, da sehr viele Himmelskörper, so auch unsere Sonne zyklisch diesem Phänomen unterliegt. In einem 11 Jahresrythmus wechselt sie ihre Polarität.


Meagan

Hi,

das Magnetfeld hat mit dem Mantel nicht viel zu tun. Es wird im auszeren Erdkern erzeigt, welcher als einziger Bereich der Erde fluessig ist und aus einer geschmolzenen Eisen-Nickellegierung besteht. Der Erdmantel ist fest und elektrisch nicht leitend (zumindest nicht im Sinne wie das Plasma der Sonne). Die Bewegungen im Mantel sind vergleichbar mit dem fliessen von Eis.

Magmatismus auf der Erde wird durch Aenderungen in den P-T-X Bedingungen (Druck-Temperatur-chemische Zusammensetzung) im Bereich des oberen Mantels / Kruste verursacht, wiederum eng verbunden mit der Plattentektonik, das Magnetfeld hat da keinen Einfluss.

Gabs auch kuerzlich was bei SPON zum Thema: http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/0,1518,599913,00.html

Hallo Martin,

... das Magnetfeld hat da keinen Einfluss.

aber erklärt man nicht das "streifenförmige" Polaritätsmuster des Magnetismus in den Ozeanböden mit einem regelmäßigen Umpolen des Magnetfelds und dem Auseinanderdriften entlang der mittelozeanischen Rücken?

Ja,

sicher. Das benutzt man sogar zum datieren und die Position und Orientierung von Kontinenten anno dazumal zu rekonstruieren. Aber das Magnetfeld ist nicht die Ursache fuer den Magmatismus an sich. Durch das Magnetfeld richten sich nur bestimmte Minerale (Magnetit z.B. FeFe2O4) aus und diese Ausrichtung wird "eingefroren" beim erstarren des Magmas.
Der Magmatismus an den Mittelozeanischen Ruecken wird durch Druckentalstung verursacht. Durch das Auseinanderdriften der Platten kommt es zu einer Entlastung des Mantelmaterials und dieses kann aufschmelzen.
Bei den Hot Spots wird Waerme zugefuehrt was zur Magmenbildung fuehrt und an aktiven Kontinentalraender sorgt die Injektion von Volatilen (vor allem Wasser) fuer die Magmenbildung.

Martin

Also so:

• Magnetisierung der Kruste an sich durch die tektonischen Bedingungen,
• Ausrichtung der "lokalen Magneten" durch das Erdmagnetfeld?

Habe ich das so richtig verstanden?

Also so:

• Magnetisierung der Kruste an sich durch die tektonischen Bedingungen,
• Ausrichtung der "lokalen Magneten" durch das Erdmagnetfeld?

Habe ich das so richtig verstanden?

*Magmenbildung durch Tektonik / Hot Spots
*Magnetisierung durch Magnetfeld

Ich wollte eigentlich ne Graphik einbauen wo mal das Streifenmuster ueber den Atlantik oder Pazifik gelegt wird, aber finde keine. Internet ist eben doch weitgehend nutzlos.

Damit gebe ich mich nicht zufrieden.

1. Die Plattentektonik wird meines Wissens nach durch das Strömen des Magmas unter der Erdkruste hervorgerufen. Auslöser dafür sind sicherlich auch Konvektionsströmungen überhitzten Materials. Außerdem bin ich der Meinung, daß hier die Koreoliskraft entscheident mitwirkt. Darüber, daß die Koreoliskraft in der Atmosphäre Wirbel verursacht ist man sich einig.

2. Jedes Material , in dem sich freie Elektronen befinden ist auch elektrisch leitend. Bei einigen 1000 Grad leitet damit auch das innere der Erde den Elektrischen Strom. Das Geschwindigkeitsdifferenzial zwischen Kern - Mantel - Kruste bildet damit eine Dynamo, das bedeuted elektrische Ströme. Nach der rechten Hand Regel entsteht die Ausrichtung des resultierenden Magnetfeldes 90 Grad zur fließrichtung des Stromes. Daher das Magnetfeld. Es ist nicht permanent, wie bei einem Stabmagneten, sondern das Magnetfeld eines Elektromagneten.

3. Permanentmagnetisierung wird hervorgerufen wenn Ferritpartikel in einem Magnetfeld unter den Curiepunkt abkühlen. Wird das auslösende Magnetfeld weggenommen, bleibt ein statisches Feld in resultierender Größe in umgekehrter Polarität übrig. Daraus kann man dann Datierungen von Lavaströmen vornehmen.

Die eigentliche Frage war, was genau veranlaßt das System Kruste - Mantel - Kern dazu ein Geschwindigkeitsdifferential anderer Ausrichtung zyklisch auszubilden ?

Meagan

Soweit ich das weiß bewegt sich der Erdmantel sehr wohl, und zwar in einer Form einer ultra-laminaren Strömung, eigl ist das Material zwar fest, fängt aber unter dem gewaltigen Druck "das fliessen" an, mit einer extrem hohen inneren Reibung, was zu extrem langsamen Bewegungen führt.

Soweit ich weiß, polt sich das Sonnenmagnetfeld um, weil die Stromrichtung, also die Bewegung der Konvektionsströme des Plasmas auf der Sonne umgekehrt werden. Ob auf der Erde dasselbe passiert wage ich zu bezweifeln, das sich die Plattentektonik dann auch Umkehren würde, oder nicht?

>Soweit ich weiß, polt sich das Sonnenmagnetfeld um, weil die Stromrichtung, also die Bewegung der Konvektionsströme des Plasmas auf der Sonne umgekehrt werden. Ob auf der Erde dasselbe passiert wage ich zu bezweifeln, das sich die Plattentektonik dann auch Umkehren würde, oder nicht?>

Die Ausrichtung eines Magnetfeldes richtet sich immer nach der Fließrichtung des elektrischen Stromes. (rechte Hand Regel) Das bedeuted aber auch, daß sich sich die Ausrichtung entsprechend der Relativbewegung des Rotors zum Stator ausrichtet.

Das muß aber zwangsläufig nicht zu einer Umkehr der Plattentektonik führen. Immerhin sind hier noch weitere Kräfte, wie z.B. die Gravitationskraft oder die Koreoliskraft beteiligt. Die bewirkt in der Atmosphäre eine Ausrichtung der atmospherischen Wirbel.

Klar ist eigentlich nur, daß hier niemand bisher eine eindeutige Erklärung liefern konnte. Auch nicht die Wissenschaftler.       

Hallo Meagan,
ich möchte mit einer nichtwissenschaftlichen Überlegung zu deiner Frage beitragen.

Die Lehrmeinung ist, dass der Magnetismus im Erdinnern im Gegensatz zur Sonne von einem massivem Eisenkern ausgeht.
Ein Eisenkern im Erdinnern wird angenommen, da man von einer kontinuierlichen Druckzunahme bis zum Erdmittelpunkt ausgeht. Ein Stück weit kann man dies noch durch die Laufzeitunterschiede bei Erschütterungen (Erdbeben) belegen. Wie es allerdings weiter im Inneren aussieht, kann man allerdings nur mutmaßen. Die Annahme einer kontinuierlichen Druckzunahme ist meiner Ansicht nach falsch, da im Mittelpunkt Schwerelosigkeit herrscht. Die Schwerkraft ist bei uns gleich eins, in Neuseeland, von uns aus gesehen, minus eins (die Neuseeländer würden sonst von der Erde herunterfallen). In der Mitte muss es also einen Nulldurchgang geben.
Die Schwerkraft und damit der Druck nehmen also nur bis in eine gewisse Tiefe zu. Danach nimmt die Schwerkraft aber rapide ab, bis zur Schwerelosigkeit. Warum sollte der Druck weiterhin zunehmen?
Ich glaube daher an einen flüssigen Erdkern, der sich aus den gleichen Gesetzmäßigkeiten umpolt wie die Sonne.

Das warum kann ich leider auch nicht beantworten.

Da in der Sonne sehr viel mehr Energie vorhanden ist, polt sich diese eben schneller um. Wenn es tatsächlich eine Gesetzmäßigkeit ist, erstreckt sich das auch auf Jupiter und Saturn. Das schwache Saturnmagnetfeld deutet möglicherweise nur auf eine Umpolungsphase hin.
Das selbe wäre dann auch auf sehr große Sterne anwendbar: Wenn die theoretische Umpolungsphase bei null oder negativ ist, könnten diese eventuell explodieren.

interessanter Gedanke. Die Schwerkraft nimmt logischerweise zum Erdinneren hin ab. Das bedeuted aber nicht, daß der Druck geringer wird. Schließlich ist es ja das äußere Material das durch die Gravitation zur Mitte gezogen wird. Ja, das innerhalb der Erde die Gravitation Null ist, da stimme ich uneingeschränkt zu.

Im Grunde genommen bedeuted eine Umpolung nur, daß sich der Kern mal langsamer und mal schneller als die Erdkruste dreht. (Elektromechanik -> rechte Hand Regel der Ausrichtung von Magnetfeldern)

Moin,

da gab es vor ~ 1 Woche (Tag ?), im FS (Kanal ?), am Abend (Uhrzeit ?) einen äusserst interessanten Bericht über die Zukunft des jetzigen Erdmagnetfeldes.

Hat diesen Bericht jemand gesehen und/oder mitgeschnitten?

Ich habe im net gesucht, aber nichts gefunden - ausser >>>

Im Interview mit RIA Novosti spricht der russische Geophysiker Dr. Anatoli Lewitin über die Verschiebung der Magnetpole und deren Folgen für das Leben auf der Erde.

Mehr dazu >>> Sorge um Erdmagnetfeld: Verbrennt die Sonne alles Leben?

Jerry

da gab es vor ~ 1 Woche (Tag ?), im FS (Kanal ?), am Abend (Uhrzeit ?) einen äusserst interessanten Bericht über die Zukunft des jetzigen Erdmagnetfeldes.

Das war letzten Freitag auf arte: "Magnetischer Wechsel"
http://www.arte.tv/de/woche/244,broadcastingNum=1127403,day=7,week=28,year=2010.html

Wird am 06.08.2010 um 01:50 Uhr wiederholt...

Frank

Bezüglich des Interviews des RIA Novosti scheint mir der Geophysiker Dr. Anatoli Lewitin sehr mit Halbwahrheiten umherzuwerfen.

Reißerische Nachrichten verkaufen sich besser als sachliche.

Was passiert nun mit uns, wenn das Magnetfeld plötzlich total verrückt spielt ? Prof. Lesch hat dazu sehr schöne Ausführungen gemacht :

http://www.br-online.de/br-alpha/alpha-centauri/alpha-centauri-erdmagnetfeld-2005-ID1207917447092.xml

Also nix ist mit lebendig gebraten werden.

Noch interessanter scheint mir in diesem Zusammenhang die Frage nach den Zusammenhängen zwischen Magnetfeld , seismischer, tektonischer und vulkanischer Aktivität.

Wenn ich einen Vergleich mit dem Zyklus der Sonne ziehe, die alle 11 Jahre die Polarität ändert, dann kommen wir jetzt in eine Phase der "tektonischen Ruhe". Also, Erdbeben werden seltener, Vulkanausbrüche vielleicht weniger heftig. Dies ist aber bloß meine Vermutung.

Wenn ich recht habe, wird es auf der Erde einfach kuschelig bleiben, sofern nicht unsere eigene Art für schlimme Veränderungen sorgt.

Zitat Anatoli Lewitin

Das Klima wandelt sich erst dann, wenn es eine Veränderung von mindestens einem Prozent geben wird. Das Erdklima lebt anscheinend sein eigenes Leben. Dennoch kann man dies kaum erkennen - es existiert seit vielen Millionen Jahren. Die Geschichte der menschlichen Beobachtungen ist zu kurz, um eine Tendenz feststellen zu können. Es gibt sekundenlange und jahrelange Prozesse. Man kann beispielsweise einen Menschen kaum innerhalb einiger Sekunden prüfen. Dafür braucht man mindestens ein paar Wochen. Dasselbe trifft auf das Klima zu.

Will uns der Mann für dumm verkaufen ? Oder wird er von der Ölindustrie geschmiert ?

Anatoli Lewitin: Ich glaube nicht, dass die Wissenschaftler darüber ernsthaft genug schreiben. Laut indirekten Angaben kann sich ein Magnetfeld in die Erdoberfläche „einsaugen". Es gibt Magnetite und unterschiedliche Mineralien, die magnetisiert werden. Unter bestimmten Bedingungen können sie dieses Magnetfeld im „Gedächtnis" behalten.

Da ist nichts kompliziertes dran. Nenne ich es einfach beim Namen : Mit der Unterkühlung einer ferrithaltigen Schmelze unter den Curiepunkt , aber spätestens mit dem Unterschreiten der "Soliduslinie" wird das von außen existente magnetische Feld gespeichert. Beim wegnehmen des äußeren Feldes wird sich die Polarität der Probe umkehren. Damit ist die Ausrichtung und Stärke des Magnetfeldes zum Zeitpunkt des Erstarrens gespeichert.

http://de.wikipedia.org/wiki/Curie-Temperatur
http://de.wikipedia.org/wiki/Soliduslinie

Forscher untersuchen in diesem Zusammenhang die Ausrichtung der Magnetisierung in Laven verschiedener Vulkane aus verschiedenen Epochen.

Update

Nach zwei/drei Jahren werden die Anzeichen einer Pol-Umkehr immer noch wahrgenommen und diskutiert. Aber damals wie heute, sieht keiner eine Pol-Umkehr kurz bevorstehen. Das mag zum einen natürlich daran liegen, dass die Menschheit den Vorgang selbst noch nicht erlebt hat und somit auch nur Vermutungen aufstellen kann. Und zum anderen bescheinigt uns die geologische Historie der Erde: Abschwächungen, Anomalien und Pol-Achsen-Driftung ist äußerst unregelmäßig und kann nicht als eindeutiges Indiz für die Umkehr herangezogen werden.

Juli 2012: http://www.scinexx.de/wissen-aktuell-14894-2012-07-02.html
mind. 2005: http://app.uni-dortmund.de/~backes/astro08-Dateien/07%20(4.1)%20Magnetfelder.pdf (Folie 19/50)

Erdmagnetfeld schwächt sich ab - Besonders über der westlichen Hemisphäre

Kopenhagen (Dänemark) - Die erste Auswertung von hochauflösenden Messungen des Erdmagnetfeldes mit dem europäischen Satelliten-Trio "Swarm" offenbart die jüngsten Veränderungen des Magnetfelds der Erde, das unsere Planetenoberfläche vor schädlicher solarer und kosmischer Strahlung schützt. Die Messungen zeigen, dass sich das Erdmagnetfeld in den vergangenen sechs Monaten deutlich abgeschwächt hat. Besonders dramatisch sei der Rückgang über der westlichen Hemisphäre. Über anderen Regionen - etwa über dem Indischen Ozean - wiederum hat sich das Erdmagnetfeld im gleichen Zeitraum verstärkt.

Hier der Link dazu :

http://grenzwissenschaft-aktuell.blogspot.de/2014/06/erdmagnetfeld-schwacht-sich-ab.html

Gibt es diese Meldung auch aus einer etwas seriöseren Quelle? "Grenzwissenschaft" hört sich doch schon sehr  - grenzwertig an. 

Der Artikel basiert anscheinend auf einer Pressemeldung der ESA:

http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/Swarm/Swarm_reveals_Earth_s_changing_magnetism

Gibt es diese Meldung auch aus einer etwas seriöseren Quelle? "Grenzwissenschaft" hört sich doch schon sehr  - grenzwertig an. 

Die klingt nicht nur grenzwertig, sie ist es auch. 

Seriöser im Spektrum (20.06.2014):

Erdmagnetfeld wird nicht überall schwächer
Das ESA-Satellitentrio Swarm liefert erste hoch aufgelöste Ergebnisse zum Erdmagnetfeld.

http://www.spektrum.de/news/erdmagnetfeld-wird-nicht-ueberall-schwaecher/1296186

Die Originalquelle der ESA vom 19.06.2014 ist ja von wulf 21 schon verlinkt.

http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/Swarm/Swarm_reveals_Earth_s_changing_magnetism

Edit: Es gibt auch ein Filmchen dazu:

Earth's ever-changing magnetic field

Der magnetische Nordpol der Erde verschiebt sich derzeit etwa 55 Kilometer pro Jahr Richtung Sibirien. Seit 1840 hat sich das Magnetfeld um ein Sechstel abgeschwächt. Mir war bisher gar nicht bewusst, dass das so schnell vonstatten geht. Gibt es "bald" eine Umpolung?
http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/erdmagnetfeld-weltmodell-angepasst-weil-pol-wandert-a-1251954.html
http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/die-rapide-wanderung-des-magnetpols-der-erde-animation-a-1191105.html

AstroGeo Podcast: Das rätselhafte Erdmagnetfeld – vom Kompass zum Supercomputer

Das Magnetfeld der Erde wurde schon im alten China genutzt. Doch wie es entsteht und warum es äußerst variabel ist, wussten wir über viele Jahrhunderte hinweg nicht. Das ändert sich erst langsam.


Das simulierte Magnetfeld der Erde – ein perfekter Dipol ist es gar nicht (Quelle: Gary A. Glatzmaier / UCSC).

Weiter im Portalartikel von Karl Urban  =>  Link zum Portalartikel

Viele Grüße, James