Pole auf der Wanderschaft

News: Pole auf der Wanderschaft

Die magnetischen Pole unserer Erde sind ständig unterwegs, und immer wieder kehrte sich im Laufe der Erdgeschichte das Erdmagnetfeldes vollständig um. Eine Computersimulation zeigt, daß veränderte Konvektionsströme sich auf die Frequenz der Umpolungen auswirken. Die Prozesse, welche die Polaritätswechsel auslösen, konnten aber auch damit immer noch nicht endgültig geklärt werden.

Segler oder Zugvögel müssen sich keine Sorgen über eine Umkehr des Erdmagnetfeldes machen, denn das geschieht nur alle paar hunderttausend Jahre. Den Grund für den Polaritätswechsel haben Geowissenschaftler noch immer nicht endgültig geklärt. Neue Computersimulationen lassen nun vermuten, daß der Erdmantel diesen Vorgang kontrolliert, und nicht der äußere Teil des Kerns, der für den Dynamo verantwortlich gemacht wird.

Anhand der Magnetisierungsrichtung in vulkanischen Gesteinen konnten Geophysiker die Wanderung der magnetischen Nord- und Südpole in der Erdgeschichte verfolgen. Es gab Phasen, da blieb das Feld über Jahrmillionen hinweg konstant, doch insbesondere in der jüngeren Vergangenheit traten im Durchschnitt alle 200 000 Jahre Umpolungen auf, begleitet von starken Schwankungen der Feldstärke während des Wechsels.

Obwohl das Magnetfeld eindeutig im metallischen Erdkern entsteht, vermuten manche Forscher, daß langsame Strömungen in dem darüberliegenden Mantel beeinflussen, wann und in welcher Form das magnetische Chaos entsteht. Um diese Behauptung zu überprüfen, entwickelten Gary Glatzmaier von der University of California in Santa Cruz und Paul Roberts von der University of California in Los Angeles ein neues Computermodell, mit dem sie den Strömungsfluß in dem elektrisch leitenden äußeren Erdkern nachahmten. Seit der ersten genauen Simulation einer Magnetfeldumkehr vor vier Jahren konnten die Wissenschaftler nun bereits eine ganze Reihe dieser Prozesse nachvollziehen und analysieren. Dabei stellten sie fest, daß sie mit einer Veränderung der Hitzeverteilung und des Hitzeflusses vom Kern zum Mantel die Frequenz der Umpolungen erhöhen oder sogar völlig unterdrücken konnten (Nature vom 28. Oktober 1999). Aber auch dieses Modell war nicht in der Lage, die eigentlichen Prozesse aufzudecken, die eine Magnetfeldumkehr auslösen.

Auf der realen Erde ändert sich der Wärmefluß, wenn kältere Brocken der Erdkruste über einen Zeitraum von mehreren Millionen Jahren in den Mantel eindringen. Glatzmaier meint dazu: "Umpolungen sind kompliziert und chaotisch, aber diese Bewegungen im Erdmantel könnten einen gewissen längerfristigen Einfluß darauf haben, indem sie dem Kern mehr Hitze entziehen."

Bruce Buffett von der University of British Columbia in Vancouver bezeichnet die Arbeit als eine der ersten systematischen Studien des Erddynamos, die wirkliche Umpolungen zeigt. Allerdings sei das Modell noch nicht genau genug, um die Faktoren herauszufinden, die eine Umkehr einleiten: "Es erscheint sinnvoll, daß der Mantel eine Rolle spielen soll, aber es ist schwer zu sagen, ob die Simulationen wirklich eine geophysikalische Bedeutung haben."

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 24.9.1999
"Magnetfeldumpolung in 2000 Jahren"
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Spektrum Ticker vom 8.4.1999
"Den Launen des Erdmagnetfelds auf der Spur"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)