Was passiert, wenn das Erdmagnetfeld seine Polarität umkehrt?

Katastrophe oder schleichende Veränderung? Wenn die Polen springen

Foto von Valentin Antonucci auf Unsplash

Von Zeit zu Zeit liest man über neue Anzeichen, dass wir uns derzeit mitten in einer Umkehrperiode der Magnetpole unserer Erde befinden. Jede neue Botschaft darüber ruft sofort die Katastrophentheoretiker und Endzeitpropheten vor Ort an. Wissenschaftler, die dem Thema jegliche Explosivität verweigern, sprechen sich dagegen aus. Wo ist jetzt die Wahrheit? Müssen wir uns Sorgen machen oder können wir uns zurücklehnen und entspannen?

Eine kurze Einführung in das Erdmagnetfeld - Woher es kommt und was es tut - das Magnetfeld unserer Erde

Zu antizipieren: Es gibt keine endgültig anerkannte Theorie über den Ursprung des Erdmagnetfeldes. Stattdessen konkurrieren mehrere Hypothesen miteinander. Dennoch ist eine dieser Theorien in der Wissenschaft weit verbreitet. Die Hauptmerkmale hiervon werden hier kurz umrissen.

Der Prozess, der das Magnetfeld erzeugt, wird auch als Geodynamo bezeichnet. Ähnlich wie bei einem Dynamo wird durch Bewegung ein elektrisches Feld in der Erde induziert.

Das Erdmagnetfeld beginnt im Erdkern. Dies besteht aus einem festen inneren Kern aus Eisen und einem flüssigen äußeren Kern aus geschmolzenem Eisen, dem vermutlich Silizium, Sauerstoff und Schwefel zugesetzt werden.

Schätzungen zufolge entsprechen die Temperaturen im Erdkern in etwa denen auf der Sonnenoberfläche und liegen damit bei rund 5.000 Grad Celsius. Die Tatsache, dass der innere Erdkern immer noch nicht flüssig ist, könnte durch den dort herrschenden enormen Druck erklärt werden.

Die Vorstellung vom flüssigen, äußeren Erdkern muss ebenfalls etwas korrigiert werden. Was wir allgemein als flüssigen Zustand bezeichnen, trifft im Fall des Erdkerns nicht ganz zu. Die Strömungsgeschwindigkeit beträgt dort einige Meter pro Jahr.

Der Begriff "Flüssigkeit" wird hier analog zum Fachbegriff Viskosität verwendet. Wenn man weiß, dass selbst Glas einen bestimmten Viskositätsgrad hat, kann man den Begriff „Flüssigkeit“ für den äußeren Erdkern vielleicht besser veranschaulichen.

Zur Erklärung: Die Tatsache, dass Glas tatsächlich eine Fließgeschwindigkeit hat, ist an alten Kirchenfenstern zu sehen. Die Scheiben sind dort am unteren Rand merklich dicker als weiter oben. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass das Glas in den Jahrhunderten nach der Schwerkraft nach unten geflossen ist.

Der genaue Prozess, der zur Bildung des Magnetfelds führt, ist sehr kompliziert. Ich möchte mich aus Gründen der Verbrauchbarkeit des Artikels auf eine gekürzte Version der Erklärung beschränken.

Grob gesagt steigt heißes Material aus dem Erdkern auf und kühleres Material sinkt ab. Diese ständige Materialzirkulation nennt man Konvektion. Das heiße, aufsteigende Material trägt eine bestimmte elektrische Ladung und der Zirkulationsprozess erzeugt ein elektromagnetisches Feld.

Dies wird auf komplizierte Weise weiter verstärkt, indem die Konvektionsströme durch die Erdrotation und wahrscheinlich auch durch einige andere Kräfte abgelenkt und verdreht werden.

Manchmal wandern die Pole - Was Geologen über vergangene Polaritätsumkehrungen wissen

Der Öffentlichkeit ist wenig bekannt, dass die Magnetpole nicht ständig am selben Ort bleiben.

Noch vor 100 Millionen Jahren hätten wir mit dem heutigen Kompass ernsthafte Orientierungsprobleme gehabt.

Die Tatsache, dass Magnetpole in der Vergangenheit häufig ersetzt wurden, ist wissenschaftlich gut dokumentiert. Man spricht mit einem solchen Austausch von magnetischem Nord- und Südpol auch von einem Polsprung. Das Wort Sprung deutet jedoch auf eine Plötzlichkeit hin, die normalerweise nicht gegeben ist. Tatsächlich dauert ein solcher Prozess normalerweise bis zu 10.000 Jahre.

Die vergangenen Polsprünge können durch Analyse der magnetischen Polarisation von altem Vulkangestein nachgewiesen werden. Wenn Eisengestein schmilzt und dann wieder abkühlt, bleibt die zu diesem Zeitpunkt vorherrschende Polarisation erhalten. Aufgrund zahlreicher Studien wissen wir jetzt, dass es in der Vergangenheit alle 250.000 Jahre einen durchschnittlichen Polsprung gab.

Interessanterweise fand die letzte Polaritätsumkehr vor 780.000 Jahren statt. Das würde bedeuten, dass ein weiterer Polsprung längst überfällig wäre.

Tatsächlich gibt es zahlreiche Anzeichen dafür, dass wir uns derzeit in genau einer solchen Phase befinden. Es ist erwiesen, dass die Stärke des Magnetfelds derzeit abnimmt, was als Zeichen eines bevorstehenden Polsprungs interpretiert wird. Es wird geschätzt, dass dieses Szenario in 3.000 bis 4.000 Jahren auftreten wird. Die genaue Zeit des Polsprungs kann natürlich nicht vorhergesagt werden.

Vor- und Nachteile des Katastrophenszenarios - Wie bedrohlich ist ein Polsprung für die Menschheit?

Katastrophenszenarien über die Zeit während eines Polsprungs beziehen sich normalerweise auf die Annahme, dass eine dramatische Schwächung des Magnetfelds im Verlauf dieser Änderung die Erde ohne Schutz dem Sonnenwind aussetzt.

Die Folgen wären dann das Versagen der weltweiten Kommunikationssysteme, die Desorientierung der am Magnetfeld orientierten Tierarten (Fledermäuse, Zugvögel usw.) und schlechte Einflüsse auf unsere DNA durch kosmische Strahlung.

Gegner dieser Untergangsszenarien haben jedoch zu Recht einige Argumente dagegen vorgebracht. Es wird kritisiert, dass die Katastrophentheorie von einem sehr plötzlichen Ereignis ausgeht, aber die bekannten Fakten haben bisher immer eine Phase von 4.000 bis 10.000 Jahren für einen Polsprung bewiesen.

Schädliche Auswirkungen, beispielsweise auf den Orientierungssinn von Tieren, könnten somit durch eine schrittweise evolutionäre Anpassung an sich ändernde Bedingungen verhindert werden. Die Übergänge von Sedimentschichten aus Zeiten früherer Polsprünge zeigten auch, dass Artenveränderungen im Bereich der Mikroorganismen stattfanden, nicht jedoch in größeren Organismen. Signifikante Extinktionsereignisse fallen zumindest nicht mit Perioden zusammen, in denen Polsprünge stattfanden.

Die Katastrophenszenarien erhalten jedoch aufgrund neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse neue Lebensmittel. Mindestens zwei amerikanische Wissenschaftler glauben, Beweise dafür gefunden zu haben, dass Polsprünge viel schneller als bisher bekannt sein können.

Demnach wäre eine Änderung der Polarität sogar innerhalb weniger Jahre möglich. Eine so kurze Zeit würde natürlich eine natürliche Anpassung unmöglich machen.

Grund für diese Annahme sind Untersuchungen von 16 Millionen Jahre alten, gekühlten Lavaströmen im US-Bundesstaat Nevada. Da das Gestein dort innerhalb eines Jahres zweimal geschmolzen war, hatte sich das Magnetfeld zwischen den beiden Ereignissen um 53 Grad gedreht.

Während viele Kollegen glauben, dass dies auch ein lokales Phänomen sein könnte, müssen sie diese Behauptung noch beweisen. Im Gegensatz dazu haben die fraglichen Wissenschaftler seitdem nach Beweisen gesucht, dass dies ein globales Ereignis war. Das Ergebnis dieser Suche ist noch offen.

Bereits 1995 fanden ähnliche Studien sogar Hinweise auf eine Feldumkehr innerhalb eines Monats. Da dieses Ergebnis jedoch völlig von der damaligen Lehre abwich, wurde es einfach ignoriert. Angesichts der Untersuchungen in Nevada wurde dieser Weg nun aber auch wieder aufgenommen.

Hoffen wir, dass diese Messergebnisse am Ende nicht bestätigt werden, denn wenn dies der Fall ist, müssten wir uns wahrscheinlich mit der theoretischen Möglichkeit einer globalen Katastrophe befassen, die durch einen Polsprung verursacht wird.

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