Wie der Erdmagnetfeldwechsel das Leben auf unserem Planeten beeinflusst

Das Umdrehen des Magnetpols des Planeten klingt wie die Handlung eines Katastrophenfilms, aber es scheint zyklisch und in einigermaßen vorhersehbaren Abständen zu passieren. Tatsächlich hat sich das Erdmagnetfeld in den letzten 20 Millionen Jahren oder so umgedreht alle 200.000 bis 300.000 Jahre —obwohl seit dem letzten mehr als doppelt so lange vergangen ist.

Aber was bedeutet das? Könnte die nächste geomagnetische Umkehr jederzeit eintreten? Und wenn das der Fall ist, müssen wir uns Sorgen machen?

Was ist das Magnetfeld der Erde?

Das Magnetfeld der Erde ist ein Magnetfeld, das seinen Ursprung in seinem Kern hat. Der Grund, warum die Erde ein Magnetfeld hat, liegt an ihrem festen Eisenkern, der von einem Ozean aus heißem, flüssigem Metall umgeben ist, der einen elektrischen Strom erzeugtbewegt.

Die geschmolzene, leitfähige Flüssigkeit in der Erde ist ständig in Bewegung. Der Erdkern ist extrem heiß, über 5.000 °C, noch heißer als die äußere Schicht der Sonne, und diese Wärme treibt Konvektionsströme im äußeren Kern an. Die ständige Bewegung des geschmolzenen äußeren Kerns um den massiven inneren Kern aus Eisen erzeugt ein Magnetfeld über der Dynamo-Effekt, das sich in den Weltraum um die Erde ausdehnt.

Das Magnetfeld schirmt den Planeten vor den Auswirkungen des Sonnenwinds ab, und dies ermöglicht das Leben auf der Erde.

Der Sonnenwind ist voll von geladenen Teilchen, magnetischen Wolken und Strahlung, die stark würdebeschädigt alles Leben, das existieren könnte. Das Erdmagnetfeld oder die Magnetosphäre dient als Schild, Ablenkung und Umleitung des Sonnenwinds.

Tatsächlich erzeugt der Sonnenwind, wenn er in die Magnetosphäre schlägt, die Aurora borealis, das Nord- und Südlicht in den Polarregionen.Wenn geladene Teilchen der Sonne auf Atome in der Erdatmosphäre treffen, bewegen sich Elektronen auf Bahnen mit höherer Energie. Wenn die Elektronen auf eine Bahn mit niedrigerer Energie zurückkehren, setzen sie ein Lichtteilchen frei oder Photon.

Das Magnetfeld der Erde erzeugte die magnetischen Pole, die sich in der Nähe der geographischen Pole befinden, aber nicht genau „auf“ ihnen. Zum Beispiel befand sich 2015 der geomagnetische Nordpol auf Ellesmere Island, Kanada, während der geographischeDer Nordpol blieb im „Zentrum“ des Globus, etwa 500 Kilometer voneinander entfernt.

Dies liegt daran, dass sich die geographischen Pole im Laufe der Zeit nicht wirklich bewegen, aber die geomagnetischen Pole. Das Magnetfeld der Erde ist nicht 100% stabil und aufgrund von Schwankungen in der Feldstärke können die Pole wandern, bis sie schließlich „handeln“Orte“ – der Nordpol wird zum Südpol und umgekehrt. Dies wird als Ummagnetisierung bezeichnet und gemäß einige Quellen, der Prozess kann bis zu 28.000 Jahre dauern.

Die Auswirkungen der geomagnetischen Umkehr

Die letzte Wende der magnetischen Pole der Erde ereignete sich vor etwa 42.000 Jahren und wurde von einer Abschwächung des Magnetfeldes begleitet, die gegen Ende der Eiszeit eine globale Umweltkrise verursacht haben soll. Diese kurze magnetische Umkehr wird als Laschamp-Exkursion bezeichnet, weil die ersten Beweise für das Ereignis entdeckt wurdenin dem Laschamp Lavaströme, Französisches Zentralmassiv, in den 1960er Jahren.

Der Ozonschichtschaden, der durch die starke Schwächung des Erdmagnetfeldes während der verursacht wirdDas Laschamp-Ereignis hat möglicherweise zu drastischen Veränderungen der Wettermuster geführt. Diese Veränderungen könnten wiederum zum Aussterben der meisten Megafauna-Arten und vielleicht sogar der Neandertaler geführt haben.

Andere Fälle des Umdrehens des Magnetfelds scheinen jedoch nicht von drastischen Veränderungen im Pflanzen- oder Tierleben begleitet zu sein. Tatsächlich hat sich das Feld angesichts der Häufigkeit, mit der sich das Feld im Laufe der Zeit umgedreht hat geschätzt auf mindestensHunderte Male in den letzten drei Milliarden Jahren, ist es unwahrscheinlich, dass das Ereignis die Existenz von Leben auf der Erde beeinträchtigt hat.

Während der Laschamp-Exkursion, der Nordpol wanderte quer durch Nordamerika und dann schnell durch den Pazifik hinunter in die Antarktis. Der Nordpol blieb etwa 400 Jahre in der Antarktis und bewegte sich dann schnell wieder durch den Indischen Ozean zum Nordpol. Diese Veränderungen wurden jedoch begleitetdurch eine Abschwächung des Magnetfeldes auf nur noch etwa sechs Prozent seiner heutigen Stärke.

Die Ozonschicht war stark geschädigt und Lebewesen waren dem schädlichen ultravioletten Licht direkter denn je ausgesetzt. Auch extreme Klimaänderungen und Naturkatastrophen sollen in dieser Zeit aufgetreten sein.

So erschreckend es klingt, viele Wissenschaftler glauben, dass dieses Weltuntergangsszenario extrem außergewöhnlich ist. Während niemand sicherstellen kann, dass so etwas in der Erdgeschichte nicht noch einmal passiert, wenn die magnetischen Umkehrungen über Jahrtausende hinweg stattfinden, wiesie tun es fast immer, die Auswirkungen auf die Erde sind weniger dramatisch.

Aber, wie die NASA darauf hinweist, der Das Magnetfeld der Erde schwächt und verstärkt sich ständig, aber es gibt keinen Hinweis darauf, dass es jemals vollständig verschwunden ist. Ein schwächeres Feld würde sicherlich zu einer Zunahme der Sonnenstrahlung auf der Erde führen, aber die dicke Erdatmosphäre bietet auch Schutz vor dem Sonnenwind.Um eine so verheerende Wirkung zu erzielen, müsste das Feld wie bei der Laschamps-Exkursion stark abgeschwächt werden. es wäre ein höheres Risiko, an Krebs zu erkranken, aufgrund der höheren Menge an Strahlung, die auf die Erde gelangt.

Laut Weltraumforscher Daniel Baker, einige Teile des Planeten könnten durch Strahlung unbewohnbar werden. In Bezug auf die menschliche Gesundheit ist Krebs nicht die einzige Nebenwirkung ungefilterter Strahlung. Es gibt auch mehrere Grade von Strahlenvergiftungen und strahleninduzierte Mutationen, die andere Krankheiten verursachen können.

Außerdem müssten die auf dem Erdmagnetfeld basierenden Navigationssysteme neu kalibriert werden oder diejenigen, die darauf angewiesen sind, würden verloren gehen. Kompasse, Flugzeuge und Zugtiere würden alle desorientiert werden, während sich das Magnetfeld neu ausrichtet. Wenn die Neuausrichtung langsam vor sich geht,sie könnten Zeit haben, sich anzupassen. Bei einer plötzlichen Neuausrichtung könnte dies zu einem Massenaussterben führen.

Es ist auch bekannt, dass ein schwächeres Magnetfeld Stromnetze und Kommunikation beeinträchtigen könnte. Derzeit haben Satelliten und Raumfahrzeuge Probleme, wenn sie die Südatlantische Anomalie SAA passieren, ein Gebiet zwischen Südamerika und Südafrika, in dem die ErdmagnetikFeld ist schwächer als irgendwo sonst auf dem Planeten.

Obwohl einige Leute denken, dass die SAA Beweise ein eingehender magnetischer FlipWissenschaftler konnten nicht wirklich vorhersagen, wann der nächste stattfinden wird, weil Magnetometer-Aufzeichnungen darauf hinweisendas Erdmagnetfeld kann starken Intensitätsschwankungen unterliegen, ohne dass es zu einer Umkehrung kommt.

Auch die Sonne dreht ihr Magnetfeld um

Einer der wichtigsten Beweise für die Rotation, die die Magnetfelder von Himmelskörpern beeinflusst, ist die Sonne. Die Rotation der Sonne erzeugt alle 11 Jahre Magnetfeldumkehrungen.

Im Jahr 2017 erstellten Forscher der University of Montréal, des Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, der Universidade Federal do Rio Grande do Norte und anderer 3D-Simulationen mehrerer Sterne, um dies zu bestätigen.Beziehung zwischen Rotation und Magnetfeldumkehrungen.

Sie kamen zu dem Schluss, dass sich sein magnetischer Zyklus umso schneller wiederholt, je langsamer ein Stern rotiert. Und während sich die Erde alle 24 Stunden dreht, dreht sich die Sonne alle 25 Tage am Äquator und in höheren Breiten sogar noch länger. Deshalb der magnetische Zyklus der Sonneist im Vergleich zur Erde extrem kurz.

Die Bewegungen des Sonnenmagnetfelds in der Nähe von Sonnenflecken verursachen Sonneneruptionen – Explosionen, die oft koronale Massenauswürfe CMEs auslösen. Dies sind Eruptionen, die geomagnetische Stürme in der Erdmagnetosphäre erzeugen können, die das Erdmagnetfeld beeinflussen und daher Stromnetze lahmlegen.und Einmischung in die Kommunikation, um es gelinde auszudrücken.

Je nach Ausmaß des Ereignisses könnten die Auswirkungen auf die Erde noch intensiver sein. Zum Beispiel stellte Daniel Baker von der University of Colorado 2014 fest, dass, wenn der Sonnensupersturm von 2012 die Erde getroffen hätte, "wir würden die Teile noch abholen", mit massiven Funk- und Stromausfällen und GPS-Navigationsstörungen.