Das Magnetfeld der Erde

„Magnetfelder haben mit Bewegung zu tun“

Inhalt

• Ströme im Erdinnern

• Magnetisches Feld: Das „Erdmagnetfeld“

• Die Lorentzkraft auf Teilchen des Sonnenwinds

• Das Nordlicht

Das Magnetfeld der Erde

Im Erdinnern (3000 km Tiefe umlaufende geladene Teilchen erzeugen das Magnetfeld

Weitere Beiträge zum Magnetfeld der Erde

• Lithosphäre: 10-50 km dick, in etwa 100 km Tiefe– Magnetische Mineralien, vor allem Magnetit,

der bei 400°-600°seine Magnetisierung verliert

• In den Mineralien ist das Magnetfeld zum Zeitpunkt ihrer Abkühlung gespeichert

Der Aufbau der Erde: Lithosphäre und Erdkern

Beiträge der Lithosphäre zum Magnetfeld

Mittlere Feldstärke des Magnetfelds der Erde:30 μT = 30'000 nT

Details: http://www.gfz-potsdam.de/bib/pub/2jb/00_01_04.pdf

Wie speichern Steine ein Magnetfeld?

• Mineralien sind kristalline Festkörper:– Kristallin heißt: regelmäßiger Aufbau

• Einige Atome enthalten elementare Magnete, z. B. Eisen-Atome

• Ein Magnetfeld kann diese elementaren Magnete ordnen

• Gegenseitige Beeinflussung bewahrt die Ordnung Aber: Die Bewegung der Teilchen bei hoher

Temperatur löscht die Information, indem sie „alles durcheinander bringt“

Lorentz-Kraft im Magnetfeld der Erde: Ablenkung des „Sonnenwinds“, eines Stroms aus Elektronen und Protonen aus

dem Plasma der Sonne

Bei dieser Ablenkung entsteht das Nordlicht

Stickstoff aus der Atmosphäre sendet beim

Zusammenstoß mit Teilchen des

Sonnenwinds Strahlung aus

Zusammenfassung

• Ströme im Erdinnern erzeugen das „Erdmagnetfeld“

• Magnetische Mineralien der „Lithosphäre“ zeigen die Änderung des Magnetfelds im Laufe der der Erdgeschichte

• Teilchen des „Sonnenwinds“ erfahren eine Lorentzkraft, werden auf Spiralbahnen gelenkt, – stoßen an Atome der Atmosphäre– und regen sie zu Lichtemission an: „Das Nordlicht“

Finis