Geomagnetik

Welche physikalischen Prozesse innerhalb und außerhalb der Erde sind für die Entstehung des Erdmagnetfeldes verantwortlich? Das Erdmagnetfeld, erzeugt durch einen Geodynamo im äußeren Erdkern. Das Magnetfeld der Erde entsteht durch Dynamo-Prozesse im Erdkern und bildet einen Schutzschirm gegenüber energiereicher kosmischer und solarer Strahlung. Dieses Feld unterliegt jedoch kontinuierlichen Schwankungen in seiner Stärke und Richtung. Erdmagnetfeldvariationen, bedingt durch Prozesse im Erdkern, finden auf unterschiedlichsten Zeitskalen von Jahren bis hin zu Jahrmillionen statt und werden unter dem Begriff Säkularvariation zusammengefasst.

Die Abb. zeigt das Erdmagnetfeld, erzeugt durch einen Geodynamo im äußeren Erdkern. © Kombination zweier Bilder von NASA NOAA-N und Leonhardt Die Abb. zeigt das Erdmagnetfeld, erzeugt durch einen Geodynamo im äußeren Erdkern. © Kombination zweier Bilder von NASA NOAA-N und Leonhardt

Die wohl bedeutendsten Schwankungen sind vollständige Umkehrungen des Erdmagnetfeldes bzw. starke Feldexkursionen, bei denen die Feldstärke um über 90% abnimmt und vorübergehend sehr komplexe Feldzustände auftreten. Solche starken Änderungen gab es häufig in der Erdgeschichte, die letzte Feldumkehr vor 774 000 Jahren. Aber auch das heutige Feld zeigt signifikante Änderungen und Schwankungen. Seit etwa 200 Jahren werden diese Feldvariationen durch weltweit verteilte erdmagnetische Observatorien gemessen. In Österreich werden diese Variationen seit fast 170 Jahren durch die ZAMG, gegründet als Zentralanstalt für Meteorologie und Erdmagnetismus, aufgezeichnet.

Diese Beobachtungen mit bisher nicht erreichter Genauigkeit werden aktuell am Conrad Observatorium gemacht, einem der neuesten und am modernsten ausgestatteten Observatorien der Welt. Durch die lange Zeitreihe magnetischer Observatoriumsmessungen, die bis ins 19. Jhd. zurückreichen, konnten einige Besonderheiten des Erdmagnetfeldes identifiziert werden. Auffallend ist ein signifikanter Abfall der gesamten Magnetfeldstärke (Dipolmoment) über den ganzen Beobachtungszeitraum. Das Dipolmoment nahm in diesem Zeitraum um mehr als 10% ab. Auch die Richtung des Magnetfeldes änderte sich deutlich, die Deklination in Europa um etwa 20°. Um die zeitlichen Abhängigkeiten dieser Beobachtungen auch auf längeren Zeitskalen zu untersuchen und damit die Ursachen dieser Säkluarvariationsprozesse zu hinterfragen ist es jedoch notwendig den Beobachtungszeitraum deutlich auszudehnen.

Momentaufnamhe des Feldzustandes kurz vor der letzten Feldumkehr (nach dem IMMAB4 Model). © Leonhardt und Fabian 2007

Geomagnetismus umfasst viele weitere Spezialdisziplinen

  • Weltraumwetter
  • Paläo- und Gesteinsmagnetismus
  • Archäomagnetismus
  • Biomagnetismus: Wechselwirkung von Lebensformen mit dem Magnetfeld
  • Umweltmagnetismus

Heutiges Magnetogramm

Unter diesem Link sehen Sie das heutige Magnetogramm.

Magnetogramm am Conrad Observatorium

Mit diesem Link sehen Sie das heutige Magnetogramm. © GeoSphere Austria

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