Polsprung

Stromausfall in Südamerika und eine Anomalie des Erdmagnetfeldes

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Am Sonntag gab es einen noch nie dagewesenen Blackout in großen Teilen des südamerikanischen Stromnetzes:  In ganz Uruguay und in weiten Teilen von  Argentinien, Brasilien, Chile und Paraguay kam es zu massiven Stromausfällen. Als Ursache wurde ein Fehler im argentinischen elektrischen Verbindungssystem ermittelt, der nach einigen Stunden behoben werden konnte. Doch der Grund für den Ausfall des Systems ist weiterhin unklar.

Es war 7.07 Uhr Ortszeit, als der Strom kurz vor Sonnenaufgang ausfiel. Für mehr als 48 Millionen Bewohner Südamerikas war es, als würde die Zivilisation abrupt enden: kurz vor Sonnenaufgang war es noch kalt und die Heizungen gingen aus. Auf der Südhalbkugel beginnt nun der Winter und vielerorts wird mit Strom geheizt. Das Licht ging aus, Aufzüge blieben stecken, Züge und U-Bahnen blieben abrupt stehen, Verkehrsampeln streikten, ebenso die Zapfsäulen der Tankstellen. Zum Glück ereignete sich der Blackout an einem Sonntag, und nicht während des Berufsverkehrs an einem Werktag. Das Chaos wäre perfekt gewesen! Es dauerte bis zum Abend, bis der Strom wieder floss. Bemerkenswert ist, dass das chilenische Stromnetz unabhängig von dem Verbundsystem der anderen Länder ausfiel und zwar etwas früher als anderswo. Somit waren von der Störung 2 Systeme gleichzeitig betroffen und die Störung schien sich von Westen nach Osten auszubreiten.

Südatlantische Anomalie des Erdmagnetfeldes als Ursache des Blackouts?

Nun wäre es kein Thema für diesen Blog, wenn nicht eine natürliche Ursache als Auslöser der staatenübergreifenden Störung möglich gewesen wäre. In vielen Medien wurde bisher darüber spekuliert, ob das Stromnetz durch einen Hacker-Angriff lahm gelegt wurde, oder ob es einfach der maroden Infrastruktur und Überlastung des Stromnetzes geschuldet war. Natürlich bedingte Phänomene können allerdings auch zu einem so gigantischen Blackout führen. Sie gehen einher mit der Störung des Erdmagnetfeldes, was zu Überspannungen führen kann. Ein massiver Solarsturm löst nicht nur Polarlichter aus, sondern könnte das Erdmagnetfeld stark beeinträchtigen und hat in der Vergangenheit bereits kleinere Blackouts hervorgerufen. Allerdings wurde in den letzten Tagen kein massiver Solarsturm ausgemacht. Auf der Sonne war soweit alles ruhig und den letzten größeren geomagnetischen Sturm gab es vor einem Monat. Trotzdem ist die betroffene Region Südamerikas besonders Anfällig für solche Störungen, denn sie liegt mitten in der Südatlantischen Anomalie des Erdmagnetfeldes. Seit Jahren wird über teilen Südamerikas und dem Atlantik eine signifikante Abschwächung der Feldstärke des Magnetfeldes beobachtet. Es kommt zu zahlreichen Störungen der Satelliten, sobald die Sonnenaktivität hoch ist. Bisher wird es unter Wissenschaftlern kontrovers diskutiert, ob die Anomalie des Erdmagnetfeldes eine Anzeichen eines bevorstehenden Polsprungs ist. Einige Studien weisen darauf hin, dass es auch früher bereits Abschwächungen des Erdmagnetfeldes gab, ohne dass es zwingend zu einem Polsprung kam. Dieses Phänomen wird Laschamp-Ereignis genannt. Bei einem Polsprung kehrt sich die Polarität des Erdmagnetfeldes um. In der Übergangszeit könnte es komplett kollabieren, so dass die Erdoberfläche vermehrt mit kosmischer Strahlung bombardiert wird. Allerdings gab es am Sonntag offenbar keinen stärkeren Solarsturm, so dass ein direkter Zusammenhang zwischen der Abschwächung des Erdmagnetfeldes über Südamerika und dem Blackout nicht nachgewiesen werden kann. Es bleibt also weiterhin Raum für Spekulationen.

Alter des Erdkerns genauer bestimmt

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Der innere Erdkern besteht aus eine festen Eisen-Nickel-Legierung und ist an der Erzeugung des Erdmagnetfeldes beteiligt. Eine neue Studie belegt nun, dass der feste Erdkern jünger sein könnte, als von den meisten Forschern bisher angenommen wurde. Das Alter des festen Erdkerns wurde bisher mit einer relativ großen Zeitspanne angegeben und sollte zwischen 2 Milliarden und 500 Millionen Jahre alt sein. Diese Alter lässt sich nun genauer eingrenzen.

Schalenbau der Erde. © https://phys.org

Besagte Studie wurde unter Leitung des Geophysikers John Tarduno von der Uni Rochester durchgeführt. Das Forscherteam untersuchte die Magnetisierung von Einschlüssen in silikatischen Plagioklas-Kristallen. Dabei wurde entdeckt, dass das Magnetfeld der Erde während des Erdzeitalters Neoproterozoikum (Epoche Ediacarium) deutlich schwächer war als heute. Zudem wechselte die Polarisierung des Magnetfeldes sehr häufig: es müssen sich kurzfristig viele Polsprünge ereignet haben. Die Forscher schließen daraus, dass das Erdmagnetfeld kurz vor dem Kollaps stand. Grund hierfür könnte eine Temperatur-Abnahme im Erdkern gewesen sein. Damit einhergehend kamen Konvektionsströme zum Erliegen, welche den Geodynamo der Erde antreiben.

Vor 565 Millionen Jahren begannen sich erste mehrzellige Lebewesen zu entwickeln. Ein dauerhaftes Totalversagen des magnetischen Schutzschildes der Erde, wäre für die sich entwickelnde Lebewelt fatal gewesen. Doch glücklicherweise erhielt der Geodynamo neue Energie, so dass sich das Magnetfeld wieder stabilisieren konnte. Als Quelle für diesen Energieschub kommt eigentlich nur ein Vorgang infrage: Kristallisationsenergie! Diese soll durch die Kristallisation des -bis dahin flüssigen- Erdkerns freigesetzt worden sein. Dieser Vorgang lieferte genug Wärmeenergie, um die Konvektionsströme in Bewegung zu halten, bzw. um diese neu anzutreiben.

Rätselhaft ist bis heute die genaue Zusammensetzung des äußeren Erdkerns, denn wenn er aus dem gleichen Material wie der innere Erdkern bestehen würde, müsste auch der äußere Erdkern fest sein: Druck und Temperaturbedingungen reichen für eine Verflüssigung der Eisen-Nickel-Legierung eigentlich nicht aus. Ging man früher davon aus, dass sich dort nur Eisen befindet, nimmt man heute an, dass sich Silizium und Sauerstoff mit dem Eisen-Nickel mischten. Silizium und Sauerstoff sind die Grundbausteine von Silikaten und damit Hauptbestandteil der meisten Gesteine im Erdmantel und der Erdkruste.

Die Gesteine, die bei der neuen Studie Verwendung fanden, stammten aus einem Pluton in Kanada. Diese magmatische Intrusion aus dem Saguenay County in Quebec, wird Sept-Îles-Intrusion genannt und war schon Gegenstand mehrere wissenschaftlicher Untersuchungen. Mit einem Alter von 565 Millionen Jahren ist es ungewöhnlich alt und öffnet Wissenschaftlern ein Fenster in das Erdaltertum.

Weiterführender Link bei Vnet: geologische Zeitskala, Polsprung

(Quelle: nature.com)

Erdmagnetfeld: Polwanderung beschleunigt sich

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Die NOAA bringt dieser Tage ein Update der Missweisung heraus, da sich die Wanderung des magnetischen Nordpols in den letzten Monaten auf dramatischer Weise beschleunigte. Steht möglicherweise ein Polsprung bevor?

Das Erdmagnetfeld schützt die Erde vor kosmischer Strahlung und dem Sonnenwind. Zudem erzeugt es die magnetischen Pole der Erde, die Abseits zur Rotationsachse der Erde liegen. Der Winkel zwischen geografischen Nordpol und magnetischen Pol wird Deklination genannt. Er verursacht eine Missweisung bei der Navigation mit Kompass und Karte: Die Karten sind zum geografischen Nordpol ausgerichtet, während die Kompassnadel zum magnetischen Pol zeigt. Die Missweisung ist normalerweise in Grad auf jeder Navigationskarte vermerkt. Auch für die modernen Navigationsgeräte ist diese Missweisung von Bedeutung und muss von Zeit zu Zeit angepasst werden, da die magnetischen Pole nicht an einem Ort verweilen, sondern wandern. Die ersten Messungen der Polwanderung wurden 1831 durchgeführt. Bis in die 1990iger Jahre hinein verschoben sich die Pole um ca. 15 km pro Jahr. Ursprünglich befand sich der magnetische Nordpol an der arktischen Küste Kanadas, und wandert in Richtung Sibirien. Seit dem letzten Jahrzehnt des 20. Jahrhunderts beschleunigte sich die Polwanderung auf 55 km pro Jahr.  Die letzte Korrektur der Missweisung wurde 2015 vorgenommen und wurde bis zum Jahr 2020 berechnet. Nun beschleunigte sich die Polwanderung abermals deutlich, so dass das zuständige Amt (NOAA) sich genötigt sieht die Missweisung für die Navigation bereits jetzt neu zu berechnen. Ein entsprechendes Update musste nun wegen dem Shutdown der US Regierung auf Ende des Monats verschoben werden.

Das alte Modell der Lage des Pols bis 2020. Interessanterweise liegt der magnetische Pol nahe am Geografischen. © World Data Center for Geomagnetism/Kyoto Univ. via nature.com

Mit der Beschleunigung der Polwanderung wächst die Befürchtung, dass ein Polsprung schneller eintreten könnte, als bisher geglaubt. Bei einem Polsprung kehrt sich die Polarität des Erdmagnetfeldes um: der magnetische Nordpol wird zum Südpol und andersherum. während einer Übergangszeit können sich multiple Pole ausbilden. In der Erdgeschichte gab es zahlreiche Polsprünge, welche sich im Schnitt alle 76.000 Jahre ereignen. Statistisch gesehen halten viele Wissenschaftler einen Polsprung für überfällig. Neben der beschleunigten Polwanderung gibt es weitere Anzeichen dafür, dass sich der Erdmagnetfeld auf eine Umkehrung der Polarität vorbereitet: Die Stärke des globalen Feldes nimmt zusehends ab und es wurden bereits Nebenpole lokalisiert. So könnte es tatsächlich sein, dass sich der Polsprung bald ereignen wird, wobei das „bald“ in geologischen Zeiträumen gesehen, einen Zeitraum von mehreren Jahrhunderte beschreiben kann.

Die Folgen eines Polsprungs

Die Folgen eines Polsprungs wären für unsere Zivilisation fatal. Wissenschaftler denken zwar, dass der Zusammenbruch des Erdmagnetfeldes nicht gleich zu einem Massensterben führen würde, allerdings wären Satelliten und Strom- und Kommunikationsnetze dem Teilchen-Beschuss aus dem Weltall schutzlos ausgeliefert. Ein Zusammenbruch der modernen Infrastruktur wäre die Folge. Schon alleine eine langanhaltende Störung des GPS-Navigationssystem würde zum Crash des globalen Handels und der Weltwirtschaft führen.

Aber was verursacht die Beschleunigung der Polwanderung, welche letztendlich zum Polsprung führen könnte? Forscher arbeiten mit Hochdruck an eine Lösung dieser Frage. Bisher vermutet man eine Anomalie im äußeren (flüssigen) Erdkern: Der kontinuierliche Konvektionsstrom aus flüssigen Eisen ist Teil des Geodynamos der Erde. Man vermutet, dass im Erdkern eine hydromagnetische Welle entstand, die einen Hochgeschwindigkeitsstrahl aus flüssigem Eisen erzeugte. Dieser steigt unter Nordkanada auf und führt zur Beschleunigung des nördlichen Magnetpols. Bereits im Jahr 2016 kam es zu einem geomagnetischen Puls unter Südamerika. Bereits zu diesem Zeitpunkt sei das Magnetfeld der Erde ins Wanken geraten. Dass geschah zu einem denkbar ungünstigen Zeitpunkt, kurz nachdem das letzte Update für die Missweisung der Navigationssysteme durchgeführt wurde. Die weitere Entwicklung lässt sich derzeit praktisch nicht vorhersagen.



Ich meine, dass es sogar noch zu unseren Lebzeiten zu einem Polsprung kommen könnte. Die Wahrscheinlichkeit dafür mag sehr gering sein, doch auszuschließen ist das nicht. Eine weiter Hypothese ist, dass die Vorgänge im Erdkern auch den Erdmantel beeinflussen. Wer weiß, vielleicht geht diese Beeinflussung sogar soweit, dass sie sich auf die Vulkane auswirken?! Zumindest wäre dies ein Erklärungsansatz für die Zunahme der weltweiten vulkanischen Aktivität, die wir seit dem Herbst 2017 beobachten können.

Weiterführende Artikel bei vnet:

Polsprung und Laschamp Ereignis

Nordlichter und Erdmagnetfeld

Vorbereitung auf globale Naturkatastrophen

Polsprung kann schnell kommen

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Schon lange befürchten Wissenschaftler, dass es zu einem Polsprung kommen könnte! Bei einem Polsprung kehrt sich die Polarität des Erdmagnetfeldes um. Der magnetische Nordpol würde dann am geografischen Südpol der Erde liegen, und andersherum. In einer Übergangszeit würde das Magnetfeld der Erde versagen. Die Erde wäre einem verstärkten Bombardement kosmischer Strahlung ausgesetzt, wobei besonders der Sonnenwind ein Problem darstellt. Die Lebewelt würde zwar noch durch die Atmosphäre geschützt werden, doch die Folgen für unser Stromnetz und besonders für Satelliten außerhalb der Atmosphäre wären unabsehbar. Letztere würden sehr wahrscheinlich stark beschädigt werden. Die Folgen wären für die moderne Gesellschaft katastrophal: Kommunikation und Navigation würden zum großen Teil ausfallen. Flugzeuge müssten am Boden bleiben, Schiffe bekämen Probleme. Der interkontinentale Fracht- und Personenverkehr käme zum erliegen. Die Börse würde kollabieren, eine Weltwirtschaftskrise drohen. Das Beunruhigende: es gibt bereits erste Anzeichen eines bevorstehenden Polsprungs. Es könnte also eine ernste Naturkatastrophe drohen!

Bisher gingen Wissenschaftler davon aus, dass der Prozess des Polsprungs mehrere Jahrhunderte, bis Jahrtausende dauert. Nun kommt eine neue Studie zu einem erschütternden Ergebnis: Der Polsprung könnte sich in weniger als 100 Jahren vollziehen!

Forscher in einer chinesischen Tropfsteinhöhle. © PNAS via tagesschau.de

Zu dieser Erkenntnis gelangte ein chinesisches Forscherteam, welches Tropfsteine in der chinesischen Sanxing-Höhle untersuchte. Das Alter der Tropfsteine kann ziemlich genau bestimmt werden, ebenso ihre Wachstumsrate. Die Forscher um  Dr. Yu-Min Chou untersuchten die Magnetisierung von Stalagmiten und kamen zu dem Schluss, dass sich vor gut 98.000 Jahren eine sogenannte Exkursion ereignete. Bei diesem Phänomen kehrt sich das Magnetfeld nur kurzfristig um. Allerdings kollabiert auch bei einer Exkursion das Magnetfeld, welches uns vor kosmischer Strahlung schützt. Der gesamte Prozess soll damals 144 Jahre gedauert haben. Einer anderen Studie nach, könnte es vor 41.000 Jahren ebenfalls zu einer Exkursion gekommen sein.

In den letzten 175 Jahren hat sich das Magnetfeld bereits um 10% abgeschwächt. Jährlich verlagert sich der magnetische Nordpol um ca. 50 km und liegt heute bereits unter dem Packeis nördlich von Kanada. Die Polwanderung beschleunigte sich in den letzten Jahrzehnten deutlich. Wir befinden uns also sehr wahrscheinlich schon in einer Zeit der Polumkehrung. Niemand kann genau abschätzen, wie viel Zeit der Prozess noch benötigt, um ihn abzuschließen. Die neue Studie legt nahe, dass es sehr viel schneller gehen könnte, als bisher befürchtet.

Sehr wahrscheinlich wird durch einen Polsprung kein Massen-Aussterben verursacht. Allerdings könnten Tiere die sich am Magnetfeld orientieren Probleme bekommen: vor allem Vögel, aber auch Wale und Insekten könnten darunter leiden. Durch den verstärkten Strahlungssturm in der oberen Atmosphäre würde die Ozonschicht ausdünnen. In den Polregionen könnte mehr UV-Strahlung die Erde treffen. Die Gefahr von Hautkrebs-Erkrankungen würde steigen. Ob auch das Stromnetz kollabieren wird, oder ob elektrische Geräte zerstört werden würden ist unklar. Falls ja, wäre dieses Ereignis fatal für unsere modernen Zivilisation. Dass der Mensch einen Polsprung überleben kann, gilt ebenso als gesichert: Zur Zeit der Exkursion von vor 98.000 Jahren lebten bereits unsere direkten Vorfahren und auch der Neandertaler überlebte das Ereignis. Der letzte echte Polsprung fand vor 780.000 Jahren statt. Auch damals wanderten bereits Hominiden auf unserem Planeten. Im Schnitt kam es alle 280.000 Jahre zu einem Polsprung. Statistisch gesehen wäre einer überfällig. Sollte das Magnetfeld kollabieren, würde es auch keine Nordlichter mehr geben.

Weitere Links zum Thema:

Polsprung und Laschamp-Ereignis

Quelle: PNAS, DOI: 10.1073/pnas.1720404115, Studienteilnehmer: Dr. Yu-Min Chou (Southern University of Science and Technology), Professor Chuan-Chou Shen (National Taiwan University), Professor Andrew Roberts  (Australian National University)

Gefahr eines Polsprungs wächst

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Mit Sorge beobachten NOAA-Wissenschaftler eine schnelle Wanderung des magnetischen Nordpols und eine Abschwächung des Erdmagnetfeldes. Seit 1840 hat die Stärke des Magnetfeldes um 17% nachgelassen. Der magnetische Nordpol entfernt sich immer weiter vom geografischen Nordpool und wandert Richtung Russland und zwar mit einer Geschwindigkeit von 1 km pro Woche. Dadurch wird die Missweisung (Unterschied zwischen geografischen Nordpol und magnetischen Nordpol) immer größer. Eine Navigation mit Karte und Kompass immer schwieriger und ungenauer. Die Kompassnadel zeigt zwar noch Richtung Norden, aber Wissenschaftler fragen sich, wie lange noch? Sie befürchten, dass die schnelle Lageveränderung des magnetischen Nordpols und die Abnahme der Stärke des Erdmagnetfeldes Vorzeichen eines Polsprungs sein könnten. Bei einem Polsprung dreht sich die Polarität des Erdmagnetfeldes um und die Kompassnadel würde dann Richtung Süden zeigen. Erdgeschichtlich gesehen geschieht so etwas relativ häufig: durchschnittlich alle 300 000 bis 500 000 Jahre kehrt sich die Polarität des Erdmagnetfeldes um. Das letzte Mal ist allerdings schon 780.000 Jahre her. Ein Polsprung wäre damit statistisch überfällig. Wann sich die Polsprünge ereigneten lässt sich aus dem geologischen Zeitarchiv der Ozeanböden ablesen: entlang des Mittelatlantischen Rückens entsteht ständig neuer Ozeanboden indem Lava austritt. In der Schmelze enthaltene Magnetitkristalle fungieren wie winzige Kompassnadeln und regeln sich entsprechend der Richtung des Erdmagnetfeldes ein. Mal zeigen diese Magnetitkristalle Richtung Nordpool, mal zum Südpool. So ergibt sich ein magnetisches Streifenmuster am Grund des Atlantiks.

Das Erdmagnetfeldes verdankt seine Entstehung ähnlichen Kräften wie die Wanderung der Kontinente und der Vulkanismus: der Rotation gigantischer Zellen aus geschmolzenen Metall im oberen Erdkern. Diese Konvektionszellen arbeiten wie ein Dynamo und ihre Rotationsrichtung bestimmt die Lage des Nordpols. Die Rotationsrichtung einiger dieser Zellen scheint sich bereits jetzt umzukehren. Ändert sich die Rotationsrichtung mehrheitlich, dann wird sich der Polsprung vollziehen. In der Übergangsphase wird das Erdmagnetfeld vermutlich sehr stark abgeschwächt, oder sogar ganz verschwinden. Für Plattentektonik und Vulkanismus zeichnen sich Konvektionszellen aus Gesteinsschmelze verantwortlich, die im Erdmantel rotieren.

Das Erdmagnetfeld schützt die Erde vor schädlicher kosmischer Strahlung. Die Reaktion des Magnetfeldes mit der Strahlung manifestiert sich in Polarlichter.  Die Strahlung dringt beim Versagen des Magnetfeldes weiter in die Atmosphäre ein. Inwieweit sich das auf die Lebewesen des Planeten auswirkt ist unklar. Die Strahlung kann schlimmsten Falls Zellen schädigen und Mutationen hervorrufen. Sicher scheint zu sein, dass ein Kollaps des Magnetfeldes schädlich für Elektronik ist. Besonders Satelliten könnten zerstört werden und die Elektronik von Flugzeugen beschädigt werden. Aber auch irdische Computer sind nicht sicher. Ein Polsprung könnte sich also sehr negativ auf unsere Zivilisation auswirken und eine globale Katastrophe auslösen. In einem relativ großen Bereich über Südamerika und dem Atlantik ist das Magnetfeld jetzt bereits so schwach, dass man bei Flügen dort die 1000-fache Strahlendosis abbekommt, wie auf anderen Flugstrecken.

Einige Wissenschaftler denken, das wir bereits in der Anfangsphase des Polsprungs stecken. Unklar ist, wie lange dieser Prozess dauert, bis sich der Polsprung vollzogen hat. Aus den Beobachtungen der letzten Jahre scheint hervorzugehen, dass es in geologischen Zeiträumen betrachtet sehr schnell gehen könnte und das sich ein kleiner Polsprung vor 41.000 Jahren innerhalb von 250 Jahren vollzog. Künftige Generationen stehen somit nicht nur vor der Herausforderung den globalen Klimawandel zu meistern, sondern auch mit den Folgen eines Polsprungs fertig zu werden.

(Quellen: Artikel im Spiegel, Artikel Laschamp-Ereignis, Wikipedia. Bildquelle: NOAA)

Sonne: Polsprung des Magnetfeldes

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Magnetfel der Sonne. © NASAWissenschaftler der NASA gaben jüngst bekannt, dass sie innerhalb der nächsten 4-5 Monate mit einem Polsprung des Magnetfeldes der Sonne rechnen. Bei einem Polsprung wechselt die Polarität des Magnetfeldes. Magnetischer Nordpol wird zum magnetischen Südpol und umgekehrt. Auf der Sonne geschieht das im Abstand von ca. 22 Jahren. Dieser magnetische Sonnenzyklus wird Hale-Zyklus genannt. Er setzt sich aus zwei 11 jährigen Zyklen zusammen, welche die Anzahl der Sonnenflecken beschreiben. Diese korrespondieren mit der Aktivität des Magnetfeldes und Anzahl und Stärke der Sonnenstürme. Eigentlich wurde ein Aktivitäts-Maximum bereits für Mai 2013 erwartet, allerdings fiel diese sehr schwach aus. Die Prognosen rechnen nun mit einem Maximum zum Jahresende, welches dann mit dem Polsprung zusammen fällt.

Sollte sich die Polarität des Magnetfeldes der Sonne in den nächsten Monaten ändern, wird dieses zunächst sehr schwach und löst sich auf, bevor es sich mit umgekehrter Polarität neu bildet. In dieser Übergangszeit kann es zu starken Sonnenstürmen kommen, die auch unsere Erde treffen könnten. Die Sonnenstürme können das Klima der Erde beeinflussen, und stellen eine ernste Gefahr für Raumfahrer und Satelliten dar. Es könnte zu Ausfällen der irdischen Kommunikation kommen. Selbst ein monatelanger Ausfall der Stromnetze ist keine reine Fiktion.

Abseits der Katastrophen-Szenarien wächst zum Jahresende die Chance auf das fantastische Naturschauspiel der Polarlichter. Polarlichter entstehen, wenn der Sonnenwind auf das Erdmagnetfeld trifft. Zusammen mit Komet Ison dürfte sich für Himmelsbeobachter eine Reise Richtung Norden lohnen, sofern der Komet nicht zerbricht, wie es jüngst von einem koreanischen Astronom prognostiziert wurde.

Das Erdmagnetfeld ändert im Schnitt alle 250.000 Jahre seine Polarität, wobei der letzte Polsprung ca. 780.000 Jahre her ist. Für den Fall eine Polsprunges auf der Erde existieren auch einige Schreckensszenarien: es könnte zum Ausfall des Stromnetzes kommen und zur Zerstörung sämtlicher elektrischer Geräte und Batterien, die sich in Betrieb befinden.

Siehe auch folgende Artikel:

Koronales Loch

Komet Ison

Von Polsprüngen und Supervulkanen: das Laschamp-Ereignis

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Eine oft gestellte Frage dreht sich darum, wie schnell es zu einem Polsprung kommen kann. Unter diesem Phänomen versteht man eine Umkehrung der Polarität des Erdmagnetfeldes. Der magnetische Nordpol liegt nach einem Polsprung nahe dem geografischen Südpol und umgekehrt. Zudem können auch Nebenpole entstehen. Während des Polsprunges kann die Stärke des Erdmagnetfeldes stark abnehmen, oder es kann ganz kollabieren. Da das Erdmagnetfeld quasi unser Schutzschild vor kosmische Strahlung ist, geht von einem Polsprung eine große Gefahr für Lebewelt und Technik aus. Statistisch gesehen findet so ein Polsprung alle 250.000 Jahre statt und der Zeitraum während dem sich die Polarität des Erdmagnetfeldes ändert dauert zwischen 4.000 und 10.000 Jahre. Der letzte Polsprung soll sich vor gut 780.000 Jahren ereignet haben, demnach wäre ein neuer Polsprung überfällig. Wenigstens sind das die allgemein publizierten Daten.

Dass dem nicht so ist bewies ein Forscherteam des GFZ-Potsdams. Das Team um Dr. Norbert Nowaczyk und Prof. Helge Arz untersuchte eine Anomalie im Paläomagnetismus der Erde, die sich vor 41.000 Jahren ereignete: das Laschamp-Ereignis. Diese Anomalie entdeckte man bereits vor 45 Jahren im Lavagestein der gleichnamigen Ortschaft im vulkanischen Zentralmassiv. Die Vulkane waren zur Zeit des Ereignisses noch aktiv. Bei einem Vulkanausbruch wurden Lavaströme gefördert und in der Schmelze kristallisierten magnetische Mineralien. Die Magnetisierung dieser Mineralien richtete sich nach dem damaligen Verlauf der Erdmagnetfeldlinien aus, welche deutlich von der Richtung der heutigen Feldlinien des Erdmagnetfeldes abweicht. Bisher hielt man diese Anomalie für ein lokales Phänomen.

Das Forscherteam des GFZ untersuchte nun Sedimentbohrkerne aus dem Schwarzen Meer. Die Sedimente wurden im Zeitraum der letzten Eiszeit abgelagert. In den Sedimenten fanden sich auch magnetische Mineralien, deren Magnetisierung jener entspricht, wie man sie von den Gesteinen aus Laschamp kennt. Die Forscher verglichen weitere Daten, u.a. aus Hawaii und können nun sagen, dass sich vor 41.000 Jahren ein Polsprung zugetragen hat. Zudem enthalten die Sedimente vom Schwarzen Meer auch Hinweise auf das Klima zur Zeit ihrer Ablagerung. Die Wissenschaftler verglichen Daten von besonderen Klimaereignissen während der letzten Eiszeit, mit Eisbohrkernen aus Grönland und konnten so Zeitmarken setzten und die Geschwindigkeit der Sedimentation berechnen. Daraus ließ sich der zeitliche Hergang des Polsprunges rekonstruieren. Das Ergebnis überraschte selbst die Wissenschaftler: die entgegengesetzte Polarisation bestand für 440 Jahre und die Umpolphase dauerte nur 250 Jahre, im geologischen Zeitrahmen betrachtet sind das sehr kurze Zeiträume! Die Stärke des Erdmagnetfeldes betrug während der Umpolphase nur noch 5% des heutigen Wertes. Soweit die Forschungsergebnisse der Wissenschaftler.

Was bedeutet das für uns? Jenseits der bereits bekannten langfristigen Polsprünge gibt es Polsprünge die sich rasant entwickeln und nur kurze Zeit anhalten. Bereits seit einigen Jahrzehnten gibt es Hinweise auf einen beginnenden Polsprung. An einigen Orten der Erde nimmt die magnetische Feldstärke stark ab und die magnetischen Pole verlagern sich. Bisher sind die meisten Wissenschaftler davon ausgegangen, dass wir noch sehr viel Zeit haben, uns auf eine mögliche Katastrophe globalen Ausmaßes vorzubereiten, doch vielleicht bleibt uns diese Zeit nicht. Zu befürchten ist, dass Satelliten und elektrische Geräte durch einen Polsprung und dem erhöhten Strahlungsbeschuß beschädigt, oder zerstört werden. Wahrscheinlich wird es eine starke Zunahme von Krebsfällen geben. Auf der anderen Seite gab es zur Zeit der Laschamp-Umpolung bereits Menschen, die das Ereignis überlebt haben. Allerdings begann ungefähr zu dieser Zeit auch das Aussterben des Neandertalers. Ich würde vermuten, dass ein Polsprung unsere Zivilisation stark verändern würde, dass die Menschheit als solches aber überlebt.

Neben besondere Klimaereignisse und den Spuren des Polsprungs, konnten die Geoforscher ein weiteres Ereignis globaler Bedeutung aus den Sedimentbohrkernen lesen: den Supervulkan-Ausbruch der Campi Flegrei. Diesen datierten sie auf 39.400 Jahre vor heute. Einige Wissenschaftler halten es für möglich, dass dieser Vulkanausbruch das Verschwinden des Neandertalers einleitete. Das endgültige Ende des Neandertalers korreliert mit einem weiteren gigantischen Vulkanausbruch gut 13.000 Jahre nach der Eruption der Campi Flegrei. Damals brach auf Neuseeland der Calderavulkan Taupo aus.

(Quellen: Pressemitteilung GFZ; Wikepedia; Planet Erde)