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Das Erdmagnetfeld (durch Lele )

Kompasse und die schlichte Aufteilung der Erde in Nord und Süd erwecken den Eindruck, unsere Erde besäße ein statisches Magnetfeld, das sich nie ändert. Tatsächlich ist dem nicht so und ein Kompass zeigt nicht einfach nur zum Nordpol. Deshalb werde ich euch heute einiges zum Erdmagnetfeld erzählen.



Entstehung

Obwohl sich Geophysiker schon seit Jahrzehnten mit dem Erdmagnetfeld beschäftigen, ist die Ursache nicht endgültig geklärt, da wir nur einen beschränkten Einblick in das Erdinnere haben. Durchgesetzt hat sich die Theorie vom selbsterregenden magnetohydrodynamischen Geodynamo. Hört sich kompliziert an, ist in den Grundzügen jedoch mit Schulphysik zu verstehen.

Dazu begeben wir uns gedanklich in den äußeren Erdkern. Dieser besteht u.a. aus vielen eisenhaltigen Molekülen und ist im Gegensatz zum inneren Erdkern flüssig. Das ist eine wichtige Eigenschaft für unser Magnetfeld und daher kommen die Silben "hydro". 

Da die Erde nach Innen hin immer heißer wird, geht man davon aus, dass somit Konvektionswalzen im Äußeren Erdkern entstehen. Da das Kernmaterial aufgrund des Eisenanteils elektrisch leitfähig ist, entstehen infolge der Bewegung elektrische Ströme. Durch die Ströme wird ein Magnetfeld induziert, das den Leiter, also die Konvektionswalzen, umgibt.

 

Zu etwa 95% lässt sich das an der Erdoberfläche gemessene Feld mit diesem Dynamoprinzip erklären. Allerdings ist unser Erdmagnetfeld auch Variationen unterworfen, z.B. durch Sonnenwinde. Lokal können auch starke magnetische Objekte Variationen verursachen, d.h. wenn neben dir ein starker Magnet liegt, ändert sich das Magnetfeld um dich herum. Ein Kompass wird nun vom Erdmagnetfeld beeinflusst sowie von dem Magneten neben dir und zeigt dann eventuell nicht mehr nach Norden.

Was genau zeigt ein Kompass denn jetzt an? Wie angedeutet weist er nicht zum Nordpol oder geographisch Nord, sondern zum magnetischen Süden. Das ist etwas verwirrend und eigentlich unbedeutend, da unsere Kompasse eine Nadel haben, die sowohl nach Nord als auch nach Süd zeigt. Tatsächlich liegt der magnetische Süden aber nicht weit vom Nordpol entfernt.

Magnetisch Nord und Süd leiten sich daraus ab, dass das Erdmagnetfeld in einer Näherung ein Dipolfeld ist, also wie ein klassischer Magnet in Nord und Süd unterteilbar ist. Man kann gedanklich so tun, als ob im Erdkern ein großer Stabmagnet ist, der für das Feld verantwortlich ist. Um das Erdmagnetfeld zu reproduzieren, muss seine Südseite in der geographischen Nordhalbkugel liegen. Tut man jetzt so, als ob der Magnet so lang ist wie der Durchmesser der Erde, wird es zwei „Durchstoßpunkte“ und damit Pole geben, die etwas abweichen von Nord- und Südpol. Die klassischen Pole entstehen dadurch, dass die Rotationsachse der Erde durch beide geht, d.h. die Erde dreht sich um die klassischen Pole.

Etwas verwirrend ist das trotzdem alles, man kann sich aber merken: Nord- und Südpol (oder geographisch Nord/Süd) sind durch die Rotationsbewegung definiert, magnetisch Nord und Süd durch das Erdmagnetfeld. Beide Definitionen führen zu unterschiedlichen Polen, die aber jeweils nah beieinander liegen.

Aktuell liegt magnetisch Süd ein paar hundert Kilometer von geographisch Nord entfernt. Allerdings polt sich das Erdmagnetfeld in regelmäßigen Abständen um, d.h. die Konvektionsströme ändern ihre Richtung. Durchschnittlich geschieht das alle 250.000 Jahre, die Umpolung selbst dauert auch einige tausend Jahre. In einem Fall der kompletten Umpolung wäre magnetisch Nord dann wieder im Bereich von geographisch Nord und ein Kompass würde zum magnetischen Süden zeigen, der dann auch tatsächlich in der Nähe des Südpols liegen würde. Da mittlerweile 780.000 Jahre seit der letzten Umpolung vergangen sind, wird schon länger eine Umpolung erwartet.

Einige Menschen nehmen das als Grund, um in einem solchen Falle Weltuntergangsszenarien zu verbreiten. Kritisch kann es werden, wenn sich das Magnetfeld kurzfristig stark schwächt und es zu Sonnenstürmen kommt, die eigentlich durch das Magnetfeld abgelenkt werden. Kosmische Strahlung könnte auch weniger gut abgelenkt werden. Ebenfalls denkbar ist eine Änderung des Klimas.

Es sei aber gesagt, vor rund 42.000 Jahren gab es schon eine kurzfristige Umpolung und die Menschheit hat es ebenfalls überlebt.

____________________________________

Hoffentlich hat euch der kleine Exkurs in die Geomagnetik gefallen. Falls ihr noch verwirrt seid, wo jetzt Norden und wo Süden ist, ist das völlig normal, ich versuche aber gerne Orientierungshilfe zu geben. :)



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Kommentar zum Artikel Das Erdmagnetfeld.
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Vogelfrei Schrieb auf 28-06 20:49:
Vogelfrei Schrieb:
Mojito Schrieb:
Mega interessant! Ich frage mich wie es sich auf die Vögel auswirkt, wenn sich das Magnetfeld umpolt, habe mal gehört die benutzen das zur Orientierung wenn sie nach Süßgen fliegen. Merken die dann dass umgepolt wurde und alles läuft wie bisher? ist es denen vllt egal weil sie nur dem strom sag ich mal folgen, insofern dass egal wäre wohin der genau fließt weil halt nur die tatsache dass es zwischen den beiden Polen einen Fluss gibt wichtig ist?
Finde die Vorstellung ein bisschen gruselig, dass sich das umpolt, auch wenn ich davon vermutlich nichts mitbekommen würde.
Mit den Vögeln kenne ich mich nicht genauer aus, aber ich denke, dass sie das auf alle Fälle mitbekommen müssten, weil der Pol halt nicht auf einmal die Seite wechselt, sondern eher stetig um den Erdball wandert. Dadurch ist die jährliche Änderung eher gering und ich vermute, die Vögel könnten sich darauf evtl anpassen. Der Pol wandert an sich sowieso immer, meistens um mehrere dutzend km pro Jahr, d.h. die Vögel sollten jedes Jahr woanders ankommen, wenn sie nur nach dem Magnetfeld gingen (auch wenn es nur ein paar km sind), aber ich meine die sind meistens auch immer am selben Ort dann

Allgemein gibt es da mega interessante Sachen, ich glaub einige Fische benutzen das Magnetfeld auch zur Orientierung und es gibt auch Bakterien, die quasi magnetisiert werden. Z.B. gibt es solche oft (abgestorben) an alten Feuerstellen, immer mit der Magnetfeldorientierung aus der Zeit des Feuers. So kann man mit magnetischen Methoden alte Siedlungen entdecken, weil es eben immer einen Unterschied zum aktuellen Feld gibt. 
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Anonym Schrieb auf 28-06 17:08:
Mojito Schrieb:
Mega interessant! Ich frage mich wie es sich auf die Vögel auswirkt, wenn sich das Magnetfeld umpolt, habe mal gehört die benutzen das zur Orientierung wenn sie nach Süßgen fliegen. Merken die dann dass umgepolt wurde und alles läuft wie bisher? ist es denen vllt egal weil sie nur dem strom sag ich mal folgen, insofern dass egal wäre wohin der genau fließt weil halt nur die tatsache dass es zwischen den beiden Polen einen Fluss gibt wichtig ist?
Finde die Vorstellung ein bisschen gruselig, dass sich das umpolt, auch wenn ich davon vermutlich nichts mitbekommen würde. 
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Vogelfrei Schrieb auf 28-06 11:39:
Vogelfrei Schrieb:
🌍
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Lele Schrieb auf 26-06 12:38:
Lele Schrieb:
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Anonym Schrieb auf 25-06 14:25:
Risa Schrieb:
Ich finds mega cool dass man hier sogar was lernt auf VP :)
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Vogelfrei Schrieb auf 25-06 09:33:
Vogelfrei Schrieb:
Cosmicqt Schrieb:
Mich würde es mal interessieren, macht ihr euch eine Woche lang Gedanken über was ich schreibt, führt dann Recherche und macht einen kompakten Text mit Illustrationen dazu? 
Ich könnte das nicht.. 
Ich lese die Artikel immer gerne 
Lightstone hat es eigentlich ganz gut zusammengefasst, wir sind frei in der Themenwahl und suchen uns was aus, von dem man hofft, dass es andere auch interessiert (so mach ich das zumindest)
Je nach Thema muss man dann mehr oder weniger dazu recherchieren 
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Lele Schrieb auf 25-06 08:45:
Lele Schrieb:
Cosmicqt Schrieb:
Mich würde es mal interessieren, macht ihr euch eine Woche lang Gedanken über was ich schreibt, führt dann Recherche und macht einen kompakten Text mit Illustrationen dazu? 
Ich könnte das nicht.. 
Ich lese die Artikel immer gerne 
Also es gibt Reporter, die recherchieren über ein beliebiges Thema das sie selbst auch interessiert und sie gerne teilen möchten. Dann gibts noch die Layouter, welche den Text zugesendet bekommen und den Beitrag visuell verschönern und präsentieren. :)
Manche machen auch beides. 
Es freut uns sehr, dass du die Beiträge magst und gerne liest. :)
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Cosmicqt Schrieb auf 25-06 08:31:
Cosmicqt Schrieb:
Mich würde es mal interessieren, macht ihr euch eine Woche lang Gedanken über was ich schreibt, führt dann Recherche und macht einen kompakten Text mit Illustrationen dazu? 
Ich könnte das nicht.. 
Ich lese die Artikel immer gerne 
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Lele Schrieb auf 25-06 00:12:
Lele Schrieb:
💜



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