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Südatlantische Anomalie Anzeichen für beginnende Umkehr der Pole?

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Gehäuftes Auftreten strahlungsbedingter technischer Störungen der Swarm-Satelliten (weiße Punkte) im Bereich der erdmagnetischen Südatlantischen Anomalie (blauer Bereich = geringe Feldstärke) von April 2014 bis Juni 2017.

(Foto: I. Michaelis, GFZ)

Das Magnetfeld der Erde schützt uns vor Strahlung aus dem Weltraum. Es ist aber instabil und schwächelt: Seine Stärke nimmt stetig leicht ab. Ist die entstandene Schwächezone, die südatlantische Anomalie, ein Vorbote dafür, dass sich die Pole erneut umkehren?

Das Erdmagnetfeld schützt unseren Lebensraum vor Strahlung aus dem Weltraum, insbesondere vor dem Strom geladener Teilchen des Sonnenwinds. Seit Beginn der systematischen Messungen im Jahr 1840 nimmt die Stärke des Magnetfelds pro Jahrhundert um rund fünf Prozent ab. Über Südamerika und dem südlichen Atlantik bildete sich seitdem eine ausgeprägte Schwächezone, die als südatlantische Anomalie bezeichnet wird.

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Magnetfeldstärke an der Erdoberfläche vor 48.500 und vor 47.250 Jahren sowie im Jahr 2015.

(Foto: M. Korte/GFZ)

Seit einiger Zeit diskutieren Forschende kontrovers, ob diese Anomalie ein Anzeichen für eine beginnende magnetische Polumkehr ist oder nicht. Wissenschaftler des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ und der Universitäten von Island, Liverpool und Nantes zeigen nun jedoch anhand der Rekonstruktion des Erdmagnetfelds der Vergangenheit, dass die südatlantische Anomalie vermutlich kein Vorbote einer Umkehr der Pole ist.

Satellitenausfälle und erhöhte Strahlungsdosen in Flugzeugen

Im Bereich der südatlantischen Anomalie ist das Erdmagnetfeld deutlich schwächer als in vergleichbaren Breiten in anderen Regionen auf dem Erdball. Der Schutz vor Strahlung aus dem Weltraum ist hier entsprechend abgeschwächt. Das führt beispielweise dazu, dass über dieser Region häufiger als andernorts Satellitenausfälle beobachtet werden und Passagiere auf Langstreckenflügen erhöhten Strahlungsdosen ausgesetzt sind.

Umkehrungen des Magnetfelds sind ein häufiges Phänomen der Erdgeschichte. Der Prozess einer Umkehr der Polarität des Erdmagnetfelds geht stets mit einer Phase sehr geringer Feldstärken einher, also einer Phase erhöhter Strahlungsdosen aus dem All.

In ihrer neuen Studie, veröffentlicht in der Fachzeitschrift PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the Unitedt States of America), rekonstruieren die Forscherteams Änderungen des Erdmagnetfelds der Vergangenheit. Sie nutzen dazu Messdaten aus Sedimentbohrkernen und vulkanischen Gesteinen, die über die ganze Erde verteilt sind. Die im Gestein enthaltenen magnetischen Minerale wie Magnetit oder Hämatit "speichern" die Ausrichtung und Stärke des Erdmagnetfelds zur Zeit ihrer Bildung. Für einen Zeitraum von 50.000 bis 30.000 Jahren vor heute gibt es besonders viele Daten, weshalb die Wissenschaftler für diesen Zeitraum die Änderungen im Erdmagnetfeld weltweit modellieren konnten.

Für diesen Zeitraum ähnelte demnach die Verteilung der Intensität des Magnetfelds mindestens zwei Mal dem heutigen Feld, mit schwachen Werten über dem Südatlantik oder Südamerika. In beiden Fällen nahm die Feldstärke in diesen Schwächezonen nach einiger Zeit wieder zu und die Anomalien verschwanden, ohne dass es zu einer Polumkehr kam.

"Magnetische Exkursion" vor 41.000 Jahren

Vor 41.000 Jahren ereignete sich eine kurzfristige Polumkehr, eine sogenannte magnetischen Exkursion. Sie wird nach ihrem Entdeckungsort als Laschamp-Exkursion bezeichnet. Zu dieser Zeit änderte das Erdmagnetfeld vermutlich für weniger als 1000 Jahre seine Polarität. Zu Beginn der Laschamp-Exkursion weist das Feld eine deutlich andere Verteilung von Schwächezonen auf als heute.

Monika Korte, Ko-Autorin der Studie und Arbeitsgruppenleiterin in der GFZ-Sektion Geomagnetismus, schließt aus den Beobachtungen: "Aus unserer Betrachtung der vergangenen 50.000 Jahre schließen wir, dass die heutige südatlantische Anomalie nicht als Beginn einer Feldumkehr gedeutet werden kann. Auf Zeiten, die anders als der Beginn der Laschamp-Exkursion eine Verteilung von Schwächezonen zeigten, die der heutigen Verteilung ähneln, folgte keine Polumkehr und die Schwächezonen verschwanden wieder".

Wie lange die heutige südatlantische Anomalie noch anhält, können die Wissenschaftler nicht sagen. Die Feldstärke könnte noch über einige Jahrhunderte weiter abnehmen. Die letzte Polumkehr hin zur heutigen Ausrichtung des Erdmagnetfelds fand vor 780.000 Jahren statt. Bevor sich das Magnetfeld erneut umkehrt, könnten noch Jahrtausende vergehen.

Quelle: n-tv.de, abe

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