Erdmagnetfeld

Erdkern dreht sich langsamer

von

Studie entdeckt Schwankungen in der Drehgeschwindigkeit des Erdkerns

Eine neue Studie chinesischer Wissenschaftler will Belege für Schwankungen der Rotationsgeschwindigkeit des Erdkerns gefunden haben. Sie soll ebensolche Schwankungen der Tageslänge erklären, die durch Anpassungen der Weltzeit korrigiert werden.

Zum Anfang des Jahrzehnts titelten viele Zeitschriften, dass die Tage kürzer werden statt länger. Die Schwankungen lagen zwar nur im Millisekundenbereich, doch sie wirkten sich auf die Weltzeit aus und man diskutierte eine Schaltsekunde. Normalerweise verlängert sich die Tageszeit jedes Jahr ein wenig, weil die Geschwindigkeit der Erdrotation abnimmt. Eine Folge der Mondgravitation, die uns abbremst. Doch wodurch die Verkürzung der Tageszeit bzw. die Beschleunigung der Erdrotation verursacht werden könnten, blieb spekulativ. Das könnte sich nun geändert haben, denn die Forscher Yi Yang und Xiaodong Song fanden heraus, dass die Rotationsgeschwindigkeit des Erdkerns variiert, was weitreichende Folgen bis hin zur Beschleunigung und Abbremsung der gesamten Erde haben könnte.

Diesem Phänomen kamen die Forscher durch Untersuchungen von Erdbebenwellen auf die Spur. Sie nahmen die Daten von Erdbeben unter die Lupe, die sich in zwei unterschiedlichen Zeitabschnitten an ähnlichen Orten zutrugen. Als Perioden wählten sie die Intervalle zwischen 1995 bis 2008 und 2009 bis 2020 aus. Die Erdbebenwellen durchliefen den gesamten Planeten und passierten dabei auch den Erdkern. Sie fanden heraus, dass es während der ersten Periode Laufzeitunterschiede der Erdbebenwellen zweier Erdbeben in der gleichen Region gab, während das während der zweiten Periode kaum der Fall war. Daraus folgerten die Wissenschaftler, dass sich der Erdkern während der ersten Periode schneller drehte als der Erdmantel. In der zweiten Periode war der Unterschied der Rotationsgeschwindigkeiten deutlich kleiner, was auf eine fast gleichschnelle Rotation von Erdkern und Erdmantel hindeutet. Yi Yang und Xiaodong Song folgerten, dass die Rotationsgeschwindigkeit des Erdkerns einem Zyklus unterliegt und postulierten, dass er gut 70 Jahre dauern könnte. Dieser Zyklus könnte zum Ende des letzten Jahrzehnts ausgelaufen sein und sich nun wieder beschleunigen.

Unterschiede in der Rotationsgeschwindigkeit des Erdkerns könnten sich auch auf das Erdmagnetfeld auswirken. Ob sie auch Erdbeben und Vulkanausbrüche beeinflusst, ist eine offene Frage. Kontrovers diskutierte Forschungen wollen zeigen, dass es auch hier eine gewisse Zyklizität gibt. (Quelle: nature.com)

Naturphänomene am 14.02.22: Sprites

von
  • Bei Sprites handelt es sich um Blitze, die aus einer Gewitterwolke nach oben schießen
  • In den vergangenen Monaten wurden ungewöhnlich viele Sichtungen publiziert
  • Es wurde nachgewiesen, dass Sprites auf das Erdmagnetfeld einwirken können.

Sprites: Blitze die nach oben zischen

Lange Zeit galten Sprites (engl.= Kobolde) als Hirngespinste von Piloten und wurden ähnlich wie UFO-Sichtungen behandelt. Aus Angst vor Verspottung schwiegen viele Piloten über ihre Sichtungen. Da Sprites bei Gewittern entstehen und nach oben aus den Wolken schießen, sind sie oft nur von Flugzeugen, oder Raumschiffen aus sichtbar. Es gibt aber auch bodengestützte Sichtungen, meistens vom Gebirge aus. An klaren Tagen sind sie in weit entfernten Gewittern sichtbar.

Bis vor wenigen Jahren gab es kaum brauchbares Fotomaterial und in den letzten 2 Dekaden des vergangenen Jahrhunderts begann man die gezielte Erforschung der Sprites von Flugzeugen, oder Raumstationen aus. Mittlerweile sind die nach oben gerichteten Blitze wissenschaftlich anerkannt und gelten als Wetterphänomene. Allerdings gibt es bislang nur Theorien darüber, wie Sprites eigentlich entstehen. Man nimmt an, dass sich über einer Wolkendecke während eines Gewitters starke elektrische Spannungen aufbauen. So entsteht eine Zone, die an Elektronen übersättigt ist. Aus der Ionosphäre kommen Gammastrahlen herab, die mit den Elektronen kollidieren und so eine Entladung auslösen. Sprites können von der Wolkenobergrenze bis in die Ionosphäre hinauf reichen.

Häufige Sichtung von Sprites

In den vergangenen Wochen wurden überdurchschnittlich viele Sprites fotografisch dokumentiert und heute wurde sogar ein Video veröffentlicht. Tatsächlich haben sich mehrere Gruppen gebildet, die dem Wetterphänomen Sprite mit modernster Aufnahmetechnik nachstellen. Erst kürzlich gelang es Wissenschaftlern den Einfluss von Sprites auf das Erdmagnetfeld nachzuweisen. Durch Zufall konnte ein SWARM-Satellit mehrere Sprites erfassen und lieferte Daten zur Energie der ungewöhnlichen Blitze: sie reicht aus, um 800 e-Autos aufzuladen, während die Energie eines normalen Blitzes gerade einmal 20 Autos aufladen könnte.

Sprites nehmen Einfluss auf das Erdmagnetfeld

Während sich die Energie von den unteren Schichten in die oberen Schichten der Atmosphäre überträgt, verwandelt sich die ursprüngliche elektromagnetische Welle in eine ionosphärische Plasmawelle. Diese Wellen schwingen mit extrem niedrigen Frequenzen und sind in der Lage die Erde mehrfach zu umrunden. Dabei verursachen sie messbare Schwankungen im Erdmagnetfeld.

Erdmagnetfeld: Polwanderung beschleunigt sich

von

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