Das ErdmagnetfeldBeschreibung,

Entstehung,

AuswirkungenNicht wahrnehmbar, aber doch nützlich:

-Navigation, Magnetkompass-Dient Vögeln zur Orientierung-Schutzschild für die Erde-Liefert Information über das Innere der Erde, insbesondere Prozesse an der Kern/Mantel- Grenze.

Das geomagnetische Dipolfeld

Entstehung:„Geodynamo“ im äußeren, metallischen,flüssigen Erdkern. Zusammenwirken von- el. Leitfähigkeit (Induktion)- Konvektion- Erdrotation (Corioliskraft)

GFZ Potsdam, 1999 (M. Rother)

Dipol ca. 11° gegenüberRotationsachse geneigt.

Das Hauptfeld ist kein reiner DipolVertikalkomponente

Deklination

Stärke des Hauptfelds:ca. 30 000 nT am Äquatorca. 60 000 nT an den Polen

Der Kompass zeigt nicht einfach zum magnetischenPol, sondern richtet sich entlang der örtlichen Magnetfeldlinien aus!

Das Krustenfeld – ein weiterer Anteil aus dem Erdinneren

Lokale Anomaliendurch magnetisierteGesteine in der Erdkruste.

Stärke: einige 100bis 1000 nT

Quellen außerhalb der Erde

Stromsysteme inIonosphäre (100-300 km) undMagnetosphäre(Ringstrom, 3-6 Erdradien)

Schnelle zeitliche Änderungen

Nach: Introduction to Space Physics, M. G. Kivelson and C. T. Russell (eds.), Cambridge University Press 1995

Zeitliche Änderungen des Erdmagnetfelds

Variationen desHauptfeldes(interne Variationen)

Variationen deräußeren Feldanteile(externe Variationen)

Feldumkehrungen und Polaritätsexkursionender vergangenen 160 Millionen Jahre

Schwarz: heutige (normale) PolaritätWeiß: umgekehrte (inverse)Polarität

Aus: Fundamentals of Geophysics, W. Lowrie, Cambridge University Press 1997

Säkularvariation

Änderung des magnetischen Nordpols seit 1590Registrierung

verschiedener Komponenten seit 1810

40°

45°

50°

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40°

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-10° -5° 0° 5° 10°15°

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20°25°

-16°-15°-14°-13°-12°-11°-10°-9°-8°-7°-6°-5°-4°-3°-2°-1°0°1°2°3°4°5°6°100°1965 1995

Säkularvariation:Änderung der Deklination in Europa

von 1965 bis 1995

Externe Variationen

Durch Ionosphärenströmeerzeugter ruhiger Tagesgang

Magnetischer Sturm

Das Magnetfeld als Schutzschild gegen den Sonnenwind

Auswirkungen magnetischer Stürme

• Polarlichter

• Störung der Telekommunikation,Radartechnik etc.

• Stromausfälle aufgrund von Beschädigungen von Überlandleitungen oder Transformatoren durch induzierte Spannungen

• Ausfälle oder Beschädigungen von Satelliten

Derzeitige Abnahme des DipolmomentsSeit Beginn der systematischen weltweiten Registrierung hatdas Dipolmoment um 10 % abgenommen.

Steht uns eine Feldumkehr bevor?

Gewagte lineare Extrapolation der derzeitigen Abnahme des Dipolmoments.

+ Die Abnahmerate scheint charakter- istisch für Umkehrungen.+ Eine Umkehrung könnte überfällig sein, die letzte liegt 0.78 Mio. Jahre zurück.- Die Umkehrraten sind sehr variabel, unser Verständnis des Dynamoprozesses reicht nicht aus um von „überfällig“ zu reden.- Paläomagnetische Studien zeigen, dass das Feld in der Vergangenheit zeitweise auch ohne Umkehrung schwächer war und die Zu- und Abnahmeraten ebenfalls sehr variabel sind.

Magnetotellurik Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit der Erde aus

Magnetfeldvariationen und dadurch in der Erde induzierter Spannung zur Erforschung geologischer Strukturen

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Satelliten: CHAMP

Kontinuierliche Registrierungdes Erdmagnetfelds

Observatorien