Das Erdmagnetfeld Beschreibung, Entstehung, Auswirkungen Nicht wahrnehmbar, aber doch nützlich:...
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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°
55°
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-10° -5° 0° 5° 10°15°
20°25°
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-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