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Das Erdemagnetfeld

Das Erdmagnetfeld reicht ca. 60.000 km in das Weltall hinaus, entsteht aber in den Tiefen unseres Planeten. Der Erdkern rotiert und besteht aus zwei Nickel-Eisen-Schichten. Im inneren Erdkern ist das Metall fest und enthielt während der Erdentstehung eine Grundmagnetisierung. Im äußeren Erdkern hingegen ist das Metall plastisch und fließfähig. Durch Temperaturunterschiede entstehen im äußeren Kern Konvektions-Ströme aus leitfähigem Metall. Diese Konvektions-Ströme haben eine vertikale und horizontale Bewegungskomponente und rotieren gegenläufig. So entsteht ein gigantischer Generator der ein elektrisches und ein magnetisches Feld erzeugt. Unseren Geodynamo kann man in etwa mit einem Fahrraddynamo vergleichen, bei dem eine Kupferspule um einen Magneten rotiert und Strom erzeugt wird.
Ca. 90% des Erdmagnetfeldes verhält sich vergleichbar mit einem Dipolmagnet. Die Feldlinien des Magnetfeldes verlaufen auf halbelliptischen Bahnen und Spannen so einen Bogen zwischen Nord- und Südpol.

Zu 10% verhält sich das Erdmagnetfeld chaotisch; die Pole sind nicht ortsstabil sondern verschieben sich jährlich um gut 50 km. Daher weichen die magnetischen Pole der Erde auch von den geografischen Polen ab und es kommt zu Missweisungen beim Kompass.

Das Erdmagnetfeld ist der Schutzschild unserer Erde und bewahrt unseren Planeten vor kosmischer Strahlung. Diese entsteht überwiegend durch Sonneneruptionen, den sogenannten Flares. Große Explosionen heißer Gase (Plasma) in der Korona der Sonne erzeugen einen Sturm an geladenen Teilchen die durchs Weltall zischen. Sobald aus dem allgegenwärtigen Sonnenwind ein Solarsturm wird, der auf das Erdmagnetfeld stößt werden die Sonnenpartikel gebremst. Als sichtbare Reaktion entstehen die Polarlichter.

Seit 170 Jahren schwächt sich das Erdmagnetfeld ab; es hat bereits 10 % seiner Stärke eingebüßt. Eine große Anomalie gibt es bereits jetzt über dem Südatlantik vor Argentinien; dort ist das Erdmagnetfeld bereits wesentlich schwächer.

Statistisch gesehen kam es in den letzten 160 Millionen Jahren alle 250.000 Jahre zu einem Polsprung, bei dem sich die Polarität des Erdmagnetfeldes umkehrt. Die Kompassnadel, die immer zum magnetischen Nordpol zeigt, würde sich nach einem Polsprung nach Süden ausrichten. In der Übergangszeit können zahlreiche Pole entstehen. Allerdings kollabierte das Erdmagnetfeld auch in Zeiten des Polsprungs nicht völlig; ca. 10% Reststärke würden erhalten bleiben. Scheinbar genug um die Lebewelt der Erde vor einem Massensterben zu bewahren.

Im Boden des Atlantischen Ozeans ist eine Art magnetisches Tagebuch unseres Planeten gespeichert, das Wissenschaftler lesen können. Anhand der Ausrichtung magnetischer Minerale lässt sich rekapitulieren wo sich im Laufe der Erdgeschichte die magnetischen Pole befanden. Am Mittelatlantischen Rücken tritt ständig Lava aus die neuen Ozeanboden aus Basalt formt. In der Lava schwimmen langgestreckte Magnetit-Kristalle die sich wie eine Kompassnadel nach dem magnetischen Nordpol ausrichten. So entstehen auf dem Ozeanboden Bereiche in denen alle Magnetit-Kristalle in die gleiche Richtung zeigen. Da die Wachstumsrate des Ozeanbodens bekannt ist, lässt sich aus der Breite dieser Zonen der Zeitraum berechnen, indem sich die Pole umkehrten. Dass Funktioniert allerdings nur für die letzten 160 Millionen Jahre der Erdgeschichte, da sich der Atlantische Ozean erst vor ca. 180 Millionen Jahren zu öffnen begann.

Planetare Daten

Durchmesser: 12.756,3 km
Radius: 6378,15 km
Erdoberfläche: 510 Millionen km²
Landfläche: 148,9 Mio. km² (29 %)
Ozeanfläche: 361,1 Mio. km² (71 %)
Masse: 5,972·1024 kg
Fallbeschleunigung: 9,81 m/s (1 g)
Mittlere Dichte: 5,515 g/cm3
Alter: 4,6 Milliarden Jahre
Ältestes Gestein: 4,28 Milliarden a
Häufigstes Gestein: Basalt
Temperatur Erdkern: 5500°C
Geothermischer Gradient: 3°C/100 m
Umlaufbahn Sonne: 149.600.000 km
Bahngeschwindigkeit: 29,78 km/s
Jahreslänge: 365 Tage, 6 Stunden
Tageslänge: 23 Stunden, 56 Minuten
Schiefe der Erdachse: 23,44°
Stärke Erdmagnetfeld: 60.000 nT

Wasservolumen: 1386 Milliarden km³
Atmosphäre Höhe: 640 km Atmosphäre Masse 5,13 x 1018 kg
Atmosphäre Zusammensetzung:
Stickstoff 78,08%
Sauerstoff: 20,95%
Argon: 0,93%
Kohlendioxid: 0,038%
Neon: 0,002%
Druck: 1,014 bar
Durchschnittstemperatur: +15 °C
Höchste Lufttemperatur: +58 °C El Azizija, Libyen
Niedrigste Lufttemperatur: -89 °C Wostok, Antarktis
Höchster Punkt: 8848 m (Mount Everest)
Tiefster Punkt Erdoberfläche: 422 m unter Meeresspiegel (Ufer Totes Meer)
Tiefster Punkt Ozean: 11.034 m (Marianengraben)
Größter Ozean: Pazifik
Längster Fluss: Nil 6.671 km
Wasserreichster Fluss: Amazonas ca. 180.000 m³/s
Größter See: Kaspische Meer
Größte Wüste: Sahara 9,2 Mio. km²
Alter des Lebens: 3.430 Millionen a
Anzahl der Arten: über 2 Millionen
Alter Homo sapiens: 400.000 a
Massensterben: 5