Was passiert, wenn das Erdmagnetfeld seine Polarität umkehrt?

Katastrophe oder schleichender Wandel? 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 Nachricht darüber ruft sofort die Katastrophentheoretiker und Endzeitpropheten auf den Plan. Wissenschaftler, die dem Thema jegliche Brisanz verweigern, sprechen sich dagegen aus. Wo ist nun die Wahrheit? Müssen wir uns Sorgen machen oder dürfen wir uns zurücklehnen und entspannen?

Eine kurze Einführung in das Magnetfeld der Erde - woher es kommt und was es tut - das Magnetfeld unserer Erde

Vorwegzunehmen: Es gibt keine schlüssig anerkannte Theorie zur Entstehung des Erdmagnetfeldes. Stattdessen konkurrieren mehrere Hypothesen miteinander. Dennoch ist eine dieser Theorien in der Wissenschaft weit verbreitet. Die Hauptmerkmale davon werden hier kurz umrissen.

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

Das Erdmagnetfeld beginnt im Erdkern. Diese besteht aus einem festen inneren Eisenkern und einem flüssigen äußeren Eisenkern, dem vermutlich Silizium, Sauerstoff und Schwefel zugesetzt sind.

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 Kern der Erde 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, gilt für den Erdkern nicht ganz. Die Strömungsgeschwindigkeit beträgt dort einige Meter im Jahr.

Der Begriff Flüssigkeit wird hier analog zum Fachbegriff Viskosität verwendet. Wenn man weiß, dass auch Glas eine gewisse Viskosität hat, kann man den Begriff „Flüssigkeit“, der den äußeren Erdkern betrifft, vielleicht besser veranschaulichen.

Zur Erklärung: Dass Glas tatsächlich eine Fließgeschwindigkeit hat, ist an alten Kirchenfenstern zu sehen. Dort sind die Scheiben am unteren Rand deutlich 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 Magnetfeldes 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 nach unten. Diesen ständigen Materialumlauf nennt man Konvektion. Das heiße, aufsteigende Material trägt eine gewisse elektrische Ladung und der Zirkulationsprozess erzeugt ein elektromagnetisches Feld.

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

Manchmal wandern die Pole - Was Geologen über Polaritätsumkehrungen in der Vergangenheit wissen

Es ist der Öffentlichkeit 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 bei 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, behält es die damals vorherrschende Polarisation bei. Aufgrund zahlreicher Studien wissen wir heute, dass in der Vergangenheit alle 250.000 Jahre ein durchschnittlicher Polsprung stattgefunden hat.

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

Tatsächlich gibt es zahlreiche Anzeichen dafür, dass wir uns gerade in einer solchen Phase befinden. Es hat sich gezeigt, dass die Stärke des Magnetfeldes derzeit abnimmt, was als Zeichen eines bevorstehenden Polsprungs gedeutet wird. Es wird geschätzt, dass dieses Szenario in 3.000 bis 4.000 Jahren eintreten wird. Die genaue Zeit des Polsprungs kann natürlich nicht vorhergesagt werden.

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

Katastrophenszenarien über die Zeit während eines Polsprungs gehen in der Regel davon aus, dass eine dramatische Abschwächung des Magnetfeldes im Zuge dieser Veränderung die Erde schutzlos dem Sonnenwind aussetzt.

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

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 Tatsachen haben bisher immer eine Phase von 4.000 bis 10.000 Jahren für einen Polsprung bewiesen.

Schädliche Auswirkungen, wie zum Beispiel auf den Orientierungssinn von Tieren, könnten so durch schrittweise Anpassung der Evolution an sich ändernde Bedingungen verhindert werden. Die Übergänge von Sedimentschichten aus früheren Polsprüngen zeigten auch, dass Artenveränderungen im Bereich der Mikroorganismen stattfanden, nicht jedoch in größeren Organismen. Zumindest signifikante Extinktionsereignisse fallen nicht mit Perioden zusammen, in denen Polsprünge stattfanden.

Aufgrund neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse erhalten die Katastrophenszenarien jedoch neue Nahrung. Mindestens zwei amerikanische Wissenschaftler glauben, dass sie Beweise dafür gefunden haben, dass Polsprünge viel schneller erfolgen können als bisher bekannt.

Demnach wäre ein Polaritätswechsel sogar innerhalb weniger Jahre möglich. Eine so kurze Zeit würde natürlich jede natürliche Anpassung unmöglich machen.

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

Während viele Peers 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. Im Lichte der Untersuchungen in Nevada wurde dieser Weg nun aber auch wieder aufgenommen.

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

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