Das Magnetfeld der Erde treibt nach Westen, und niemand wei├č warum

In den 400 Jahren, in denen Menschen das Magnetfeld der Erde gemessen haben, ist es unaufhaltsam nach Westen gewandert. Nun legt eine neue Hypothese nahe, dass seltsame Wellen im äußeren Kern der Erde diese Drift verursachen können.

Die langsamen Wellen, Rossby-Wellen genannt, entstehen in rotierenden Flüssigkeiten. Sie werden auch als "planetare Wellen" bezeichnet und sind in vielen großen, rotierenden Körpern zu finden, einschließlich auf der Erde in den Ozeanen und der Atmosphäre sowie auf Jupiter und der Sonne. [6 Visionen des Erdkerns]

Der äußere Kern der Erde ist ebenfalls eine rotierende Flüssigkeit, was bedeutet, dass Rossby-Wellen auch im Kern zirkulieren. Während ozeanische und atmosphärische Rossby-Wellen Hügel haben, die sich gegen die östliche Rotation der Erde nach Westen bewegen, sind die Rossby-Wellen im Kern "ein bisschen wie atmosphärische Rossby-Wellen", sagte OP Bardsley, Doktorand an der Universität von Cambridge in England der Autor einer neuen Studie zur Rossby-Wellen-Hypothese. Ihre Wappen bewegen sich immer nach Osten.

Rotationskräfte

Die Rotation des magnetischen Eisens im Erdkern erzeugt das geomagnetische Feld des Planeten. Das geomagnetische Feld wiederum schützt den Planeten vor Sonneneinstrahlung und ist damit für das Leben auf der Erde wichtig. Ohne sie würde die Oberfläche des Planeten von geladenen Teilchen bombardiert werden, die von der Sonne strömen und die Erdatmosphäre zerstören würden.

Während er versuchte, die Wellen zu verstehen, die sich im Erdkern ausbreiten, erkannte Bardsley, dass einige dieser Wellen eines der Geheimnisse des Magnetfeldes des Planeten erklären könnten. In den letzten vier Jahrhunderten haben Wissenschaftler Messungen der magnetischen Deklination durchgeführt - die Differenz zwischen dem wahren Norden und dem Punkt, an dem eine Kompassnadel zeigt. (Da das Magnetfeld mit kleinen lokalen Anomalien vollgestopft ist, bewegt sich die Kompassnadel ein wenig im Vergleich zum wahren Norden, je nachdem, wo Sie stehen.)

Während dieser vier Jahrhunderte zeigten die Anomalien, die durch diese Missweisung festgestellt wurden, eine Tendenz, sich nach Westen zu bewegen, berichtete Bardsley in der neuen Studie, welches heute (15. Mai) in der Zeitschrift Proceedings der Royal Society A veröffentlicht wurde.

"Die Westdrift manifestiert sich in erster Linie als eine Serie von Blobs über dem Atlantik in der Nähe des Äquators", sagte Bardsley gegenüber Live Science, und sie treiben etwa 17 Kilometer pro Jahr.

Ost und West

Theorien zur Erklärung der Drift haben sich typischerweise auf die Dynamik des äußeren Kerns konzentriert. Die populärste Hypothese, so Bardsley, besteht darin, dass der äußere Kern einen Wirbel ähnlich dem Jetstream der Atmosphäre enthält, der sich nach Westen bewegt und das Magnetfeld der Erde mit sich zieht. Das Problem, sagte Bardsley, ist, dass es keinen bestimmten Grund gibt, warum dieser Wirbel existieren sollte. Es könnte sehr wohl existieren, sagte er, aber da es keine direkten Beweise gibt, sind andere Erklärungen noch möglich.

Eine Möglichkeit, sagt Bardsley, ist, dass Rossby-Wellen die Verrücktheit des Magnetfelds auf der Erdoberfläche erklären. Das ist ein wenig merkwürdig, sagte Bardsley, weil Rossby-Wellen im Kern nach Osten gerichtete Kämme haben, ganz im Gegensatz zum westwärts ziehenden Drift. Aber Wellenberge repräsentieren nicht immer ihre gesamte Energiebewegung.

"Es ist durchaus möglich, eine Gruppe von Wellen zu haben, wo die Kämme selbst nach Osten gehen, aber die [Masse der] Energie geht nach Westen", sagte Bardsley.

Ähnliches kann sogar bei Wasserwellen passieren. Ihre Kämme bewegen sich typischerweise in der gleichen Richtung wie der Großteil ihrer Energie, sagte Bardsley, aber nicht unbedingt mit der gleichen Geschwindigkeit.

Oberflächenmessungen des Erdmagnetfelds erfassen den Großteil der Energiebewegung, sagte Bardsley, aber nicht alle wackeligen kleinen Details. Rossby-Wellen mit einer großen Tendenz, Energie nach Westen zu bewegen, könnten also die westwärts gerichtete Drift über dem Atlantik erklären. Die kleinformatigen Details, wie jene nach Osten hin bewegenden Gipfel, wären unmöglich zu erkennen.

Die westwärts gerichtete Drift und die Rossby-Wellen-Hypothese stehen in keinem Zusammenhang mit einer bekannteren Frage bezüglich des Magnetfeldes: Wird es umdrehen? Periodisch während der gesamten Erdgeschichte tauschten der magnetische Norden und der magnetische Süden ihre Plätze. Dies ist nicht besonders problematisch, außer dass es etwa 10.000 Jahre dauert, sagte Bardsley, und der Prozess verursacht einen Anstieg der Anomalien und eine Schwächung des Magnetfelds zwischen den Polen.

Ein geschwächtes Feld kann mehr solare Teilchen durchlassen, die elektrische Netze stören und Probleme mit Navigationssystemen verursachen können. Die Wissenschaftler sind sich jedoch nicht sicher, ob die Schwächung des Magnetfelds in den letzten ein oder zwei Jahrhunderten ein Anzeichen für ein bevorstehendes Flip-Flop oder lediglich ein wiederherstellbares Wobbeln ist.

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