Magnetische Anomalien der Erde

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 16:01

Das Magnetfeld der Erde schützt ihre Oberfläche und ihre Bewohner – einschließlich aller Menschen mit ihren zerbrechlichen Körpern sowie empfindlicher Elektronik – vor tödlichen kosmischen Strahlen und geladenen Teilchen, die von der Sonne fliegen. An manchen Stellen wird diese unsichtbare Rüstung jedoch schwächer und die Lücken werden größer. Daher untersuchen Wissenschaftler aus der ganzen Welt solche Anomalien sehr sorgfältig, um die Mechanik des magnetohydrodynamischen Dynamos im Darm des Planeten besser zu verstehen und Veränderungen des Magnetfelds vorherzusagen.

Eine magnetische Anomalie ist eine signifikante Schwächung des Erdmagnetfeldes über einer bestimmten Region auf der Planetenoberfläche. Wie der Name schon sagt, liegt der Südatlantik (SAA) über dem südlichen Teil des Atlantiks, „bedeckt“teilweise Südamerika und „klammert sich mit seinem Schweif an den äußersten Süden Afrikas“.

Diese Formation hat die größte Größe in einer Höhe von etwa 500-600 Kilometern. Auf Meereshöhe ist seine "Projektion" etwas geringer und manifestiert sich in der Größe des Magnetfelds - sie ist gleich der in einer Höhe von etwa tausend Kilometern über den Bereichen der Erdoberfläche, in denen es keine Anomalien gibt.

Eine solche Verringerung des Magnetfelds ist für die Bewohner unseres Planeten noch nicht gefährlich, aber sie schafft bereits ernsthafte Probleme für die Ingenieure, die Raumfahrzeuge konstruieren und ihre Missionen kontrollieren. So umkreist das legendäre Hubble-Umlaufteleskop die Erde exakt in einer Höhe von etwa 540 Kilometern – das heißt, es fliegt mehrmals täglich exakt durch die Anomalie. In diesen Minuten wird die Arbeit des Weltraumlabors aufgrund der erhöhten Strahlung eingestellt.

Das Problem ist, dass dort, wo das Magnetfeld der Erde schwächer wird, der Schutz des gesamten Weltraums um den Planeten vor Sonnenwind und galaktischen Strahlen verringert wird. Geladene Teilchen bekommen die Möglichkeit, fast ohne Abweichung an die Erdoberfläche zu rauschen und natürlich mit allem zu kollidieren, was ihnen in die Quere kommt.

Darüber hinaus wird die Situation mit der südatlantischen Anomalie für Raumfahrzeuge durch die Struktur der Strahlungsgürtel noch komplizierter. In dieser Region des Atlantiks reicht der innere Van-Allen-Gürtel fast bis zur Oberfläche des Planeten.

Die Van-Allen-Strahlungsgürtel sind zwei Decken der Erde, die aus geladenen Teilchen (Protonen und Elektronen) gebildet werden, die zwischen den magnetischen Feldlinien unseres Planeten gefangen sind.

Normalerweise befinden sich die meisten Satelliten unterhalb des inneren Gürtels (Umkreisungen bis zu 1000 km im Apogäum) und sind den zerstörerischen Wirkungen ionisierender Strahlung kaum ausgesetzt. Doch die Südatlantik-Anomalie verdirbt noch immer die Nerven von Astronauten und Ingenieuren in der Raketen- und Raumfahrtindustrie.

Neben dem Hubble, der die wissenschaftlichen Arbeiten periodisch einstellen muss, fallen viele andere Fahrzeuge diesem Gebiet im erdnahen Weltraum zum Opfer: Die ISS trägt einen erhöhten Strahlenschutz, da sie diese Anomalie auch durchfliegt, vermutlich wurden mehrere Globalstar-Satelliten beschädigt, und auf den Shuttles waren es ganz normale Laptops, die heruntergefahren wurden.

Auch für den Menschen bleibt der Flug durch die Anomalie in 400 Kilometern Höhe über der Erde nicht unbemerkt – die meisten Phosphene (Blitze hinter geschlossenen Augen, die energiereiche Elementarteilchen verursachen) werden von Astronauten und Kosmonauten über dem Atlantik beobachtet.

Was dieses unangenehme Verhalten des Magnetfeldes verursacht hat - die Frage ist nicht ganz geschlossen. Nach der allgemein anerkannten und bewährten Theorie arbeitet der flüssige Metallkern der Erde während seiner Rotation und der ständigen Vermischung von Konvektionsströmen wie ein Dynamo.

Da seine Struktur jedoch heterogen ist, bewegen sich unterschiedliche Massen von Materie in den Eingeweiden des Planeten mit leicht unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Diese Schwankungen überlagern sich der Fehlausrichtung der magnetischen Achse mit der Rotationsachse des Planeten und „führen“zu einer Abschwächung des magnetischen Feldes über dem Südatlantik.

Moderne Forschungen zeigen, dass die Südatlantische Anomalie seit mindestens 8 Millionen Jahren mehr oder weniger stabil ist und mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,3 Grad pro Jahr sanft nach Westen driftet.

Dies stimmt mit der unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeit der Erdoberfläche und der äußeren Schichten des Planetenkerns überein. Am interessantesten ist jedoch, dass die UAA ihre Form ändert und sich allmählich in zwei Teile aufspaltet. Dieser Prozess läuft seit langem und in einer Reihe von Quellen werden zunächst zwei verschiedene Anomalien betrachtet - Brasilien und Kapstadt.

Auf die allgemeine Gesundheit des Planeten haben solche Veränderungen, soweit beurteilt werden kann, keine ernsthaften Auswirkungen. Probleme entstehen erst, wenn eine Person höher über der Oberfläche aufsteigt – es gibt mehr Satelliten im Orbit, und ihr Design verwendet zunehmend gängige, kommerziell erhältliche Komponenten.

Wie schwerwiegend die Auswirkungen einer erhöhten Strahlung auf Geräte sein werden, die während oder nach einem starken Sonnensturm in die Anomalie fallen, kann nur die Zeit zeigen.