Schutzschild der Erde hat schwache Stellen

Sonnenwinde beschädigten ausgerechnet jenen Satelliten, der das Erdmagnetfeld überwachen soll.

von Rolf Höneisen

Der dänische Satellit „Oersted“ kreist im All mit dem Ziel, das Erdmagnetfeld zu überwachen. Jetzt wurde er über dem Atlantik von Sonnenwinden erfasst und stark beschädigt. Forscher deuten den Vorfall als Alarmsignal, denn das Magnetfeld der Erde, das uns vor den hochenergetischen Sonnenwinden schützt, wird schwächer. Über dem Südatlantik, wo „Oersted“ in den Sonnenwind geriet, hat das Magnetfeld nur noch die Hälfte seiner früheren Stärke.

Die Befürchtungen gehen soweit, dass sich die magnetischen Pole umkehren könnten. Dann würde die Kompassnadel nach Süden zeigen. Tatsächlich bewegt sich der magnetische Nordpol in Richtung Russland. Seine Wandergeschwindigkeit soll in den vergangenen Jahren von zehn auf 50 Kilometern pro Jahr zugenommen haben. So würde der magnetische Nordpol in zwei Jahren die kanadischen Hoheitsgewässer verlassen und in 50 Jahren Sibirien erreichen.

Was der Natur wenig ausmacht, könnte unsere High-Techwelt auf den Kopf stellen. Verschwindet das schützende Magnetfeld während des Umkehrprozesses auch nur für kurze Zeit, dann läge die Erde ungeschützt im Sonnenwind und wäre so dem Strom hochenergetischer Teilchen ausgesetzt. Diese Strahlung würde tief in die Erdatmosphäre eindringen und die Schaltkreise der Computersysteme und elektronisch gesteuerter Geräte empfindlich treffen. Besonders gefährdet sind Flugzeuge und Satelliten, aber auch Energie- und Kommunikationsnetze. Zudem könnte die erhöhte Strahlung die Ozonschicht angreifen mit den entsprechenden Folgen für die Gesundheit.

An einer Expertentagung der amerikanischen Geophysiker vom Dezember in San Francisco wurde die aktuelle Situation diskutiert. Das Ergebnis ist nicht gerade beruhigend: Seit rund 1000 Jahren schwächt sich das Erdmagnetfeld ab, seit 150 Jahren mit deutlich zunehmender Geschwindigkeit. Das berichtete Robert Coe (University of California, Santa Cruz). Würde sich dieser Trend fortsetzen, wäre das Magnetfeld in 1500 Jahren nahezu verschwunden. Dann hätte die Erde während Jahrhunderten ein sehr schwaches, ungeordnetes Feld mit mehreren Polen.

Der deutsche Satellit „Champ“ liefert präzise Daten über die Entwicklung des Magnetfelds. Demnach hat es sich seit 1979 um 1,7 Prozent abgeschwächt, über dem Südatlantik sogar um 10 Prozent. Die Ursache wird im flüssigen Erdkern vermutet. Grosse Temperaturunterschiede zwischen Kern und der Grenze zum Erdmantel lassen die glutflüssige Eisenschmelze zirkulieren wie in einem Kochtopf. Unter dem Einfluss der Erdrotation bilden sich Wirbelströme, vergleichbar mit Hoch- und Tiefdruckgebieten in der Atmosphäre. Die Feldschwankungen an der Erdoberfläche wiederspiegeln die gewaltigen Magmawalzen im Innern.

Aufregend ist die Beobachtung, dass die magnetische Feldstärke gegenwärtig sehr schnell abnimmt, über dem Südatlantik gar 100-mal schneller als normal. Es ist, als wäre der „Geodynamo“ abgeschaltet worden, um in eine Gegenbewegung umzuschlagen. Beginnt sich das Magnetfeld bereits umzupolen?

Aus den Daten des Satelliten „Oersted“ der Jahre 1980 und 2000 ergibt sich, dass sich das Magnetfeld örtlich bereits umgekehrt hat. Diese Gebiete haben sich in den vergangenen zwanzig Jahren ausgeweitet. Noch handelt es sich nur um einzelne Regionen. Eine Zunahme solcher Gebiete könnte aber eine fundamentale Änderung der Strömungsverhältnisse ankündigen.

Bekannt ist auch, dass die Raumstation ISS 90 Prozent an gefährlicher Strahlung in der Südatlantik-Region empfängt, obwohl sie sich dort nur etwa zehn Minuten pro Tag aufhält. Grund ist das örtlich schwache Magnetfeld. Hielten sich die Raumfahrer dort ausserhalb der Station auf, würden sie eine möglicherweise tödliche Strahlendosis abbekommen.

Quelle: GFZ Potsdam

(c) factum 21. Januar 2004