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Das Erdmagnetfeld

Das Erdmagnetfeld. Nicht 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. Beschreibung, Entstehung,

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Presentation Transcript

  1. Das Erdmagnetfeld • Nicht 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. Beschreibung, Entstehung, Auswirkungen

  2. Das geomagnetische Dipolfeld Dipol ca. 11° gegenüber Rotationsachse geneigt. • Entstehung: • „Geodynamo“ im • äußeren, metallischen, • flüssigen Erdkern. • Zusammenwirken von- el. Leitfähigkeit (Induktion) • Konvektion • Erdrotation (Corioliskraft) GFZ Potsdam, 1999 (M. Rother)

  3. Das Hauptfeld ist kein reiner Dipol Vertikalkomponente Stärke des Hauptfelds: ca. 30 000 nT am Äquator ca. 60 000 nT an den Polen Deklination Der Kompass zeigt nicht einfach zum magnetischen Pol, sondern richtet sich entlang der örtlichen Magnetfeldlinien aus!

  4. Das Krustenfeld – ein weiterer Anteil aus dem Erdinneren Lokale Anomalien durch magnetisierte Gesteine in der Erdkruste. Stärke: einige 100 bis 1000 nT

  5. Quellen außerhalb der Erde Stromsysteme in Ionosphäre (100-300 km) und Magnetosphäre (Ringstrom, 3-6 Erdradien) Schnelle zeitliche Änderungen Nach: Introduction to Space Physics, M. G. Kivelson and C. T. Russell (eds.), Cambridge University Press 1995

  6. Zeitliche Änderungen des Erdmagnetfelds Variationen des Hauptfeldes (interne Variationen) Variationen der äußeren Feldanteile (externe Variationen)

  7. Feldumkehrungen und Polaritätsexkursionen der vergangenen 160 Millionen Jahre Schwarz: heutige (normale) Polarität Weiß: umgekehrte (inverse) Polarität Aus: Fundamentals of Geophysics, W. Lowrie, Cambridge University Press 1997

  8. Säkularvariation Änderung des magnetischen Nordpols seit 1590 Registrierung verschiedener Komponenten seit 1810

  9. Säkularvariation: Änderung der Deklination in Europa von 1965 bis 1995

  10. Externe Variationen Durch Ionosphärenströme erzeugter ruhiger Tagesgang Magnetischer Sturm

  11. Das Magnetfeld als Schutzschild gegen den Sonnenwind

  12. 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

  13. Derzeitige Abnahme des Dipolmoments Seit Beginn der systematischen weltweiten Registrierung hat das Dipolmoment um 10 % abgenommen. Steht uns eine Feldumkehr bevor? + 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. Gewagte lineare Extrapolation der derzeitigen Abnahme des Dipolmoments.

  14. Magnetotellurik Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit der Erde aus Magnetfeldvariationen und dadurch in der Erde induzierter Spannung zur Erforschung geologischer Strukturen

  15. Kontinuierliche Registrierung des Erdmagnetfelds Satelliten: CHAMP Observatorien

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