Die Magnetosphäre der Erde - scinexx | Das Wissensmagazin
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Der unsichtbare Schutzschild

Die Magnetosphäre der Erde

Gäbe es das Magnetfeld nicht, sähe die Erde und mit ihr das Leben auf ihr vermutlich völlig anders aus. Wie ein unsichtbarer Schutzschild umgibt die Magnetosphäre den Planeten und schirmt ihn vor der energiereichen kosmischen Strahlung ab, mit der er pausenlos bombardiert wird.

Magnetfeld als Schutzschirm © NASA

Wie stark dieser von der Sonne, aber auch von anderen Himmelskörpern ausgehende Teilchen- und Strahlenstrom ist, zeigt die Verformung des irdischen Magnetfelds: Unter dem Einfluss des so genannten Sonnenwinds werden dessen Feldlinien auf der sonnenzugewandten Seite deutlich zusammengedrückt, auf der abgewandten Seite dagegen schweifartig ausgezogen. (Animation der Verformung; 1,7 MB, mpg)

Am besten wirkt der Schutzschild dort, wo die Magnetfeldlinien annähernd parallel zur Erdoberfläche verlaufen, oder nur leicht geneigt sind: In Äquatornähe und in den gemäßigten Breiten. In den höheren Breiten, dort, wo die Feldlinien aus dem Erdinneren nach außen treten, hat der Faradaysche Käfig einige Schwachstellen. Wegen der fast senkrecht verlaufenden Feldlinien kann ein Teil der Strahlung bis in die höheren Atmosphärenschichten eindringen. Dort, in der Ionosphäre, reagieren die elektrisch geladenen Teilchen mit der kosmischen Strahlung und geben dabei Energie in Form von Licht ab – das Polarlicht.

Schutzhülle mit Schwachstellen

Die Intensität des Sonnenwinds ist nicht immer gleich. Gewaltige Eruptionen auf der Sonnenoberfläche schleudern nicht nur glühendes Plasma ins All hinaus, sie lassen auch einen Sturm hochenergetischer Teilchen auf die Erde prasseln. Diese Sonnenstürme können so stark sein, dass sie die Barriere des Magnetfelds auch in niedrigeren Breiten überwinden. Als Folge dringen die Polarlichter weiter nach Süden bzw. Norden vor und auch die Bewohner Deutschlands oder der USA können in den Genuss dieses spektakulären Himmelsschauspiels kommen.

Sonnenprotuberanz © NASA/ESA

Ohne diesen Schutzschild würde diese Strahlung ungehindert bis zur Erdoberfläche durchdringen – mit vielleicht fatalen Folgen für alle lebenden Organismen. Ähnlich der radioaktiven Strahlung können auch bestimmte Anteile der kosmischen Strahlung irreparable Zellschäden anrichten und die genetische Erbsubstanz verändern. Mutationen sind die Folge, die wiederum Krebs auslösen oder Missbildungen bei Nachkommen hervorrufen können.

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Astronauten im All sind dieser Strahlung schutzlos ausgesetzt. Raumschiffe oder -stationen für längere Aufenthalte müssen daher strahlenundurchlässige Außenhüllen oder besondere Schutzräume haben, in die sich die Besatzung in Zeiten besonders starken Strahlenbombardements zurückziehen kann.

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Nadja Podbregar
Stand: 15.12.2001

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Magnet Erde
Kommt die große Umpolung?

Überblick
Das Wichtigste in Kürze

Das Rätsel der Wundernadel
Woher kommt der Magnetismus?

Norden ist nicht Norden...
...jedenfalls nicht immer

Die Magnetosphäre der Erde
Der unsichtbare Schutzschild

Verräterische Feuersteine
Winzige Kompassnadeln als Schlüssel zum Magnetfeld

Als Nord noch Süd war...
Umkehrungen des globalen Magnetfelds

Was passiert während einer Umpolung?
Es beginnt mit einer langsamen Abschwächung...

Kommt der große Polwechsel?
Erste Anzeichen deuten auf beginnende Schwächung des Magnetfelds hin

Ursachen der Umpolungen
Mit dem Supercomputer ins Innere der Erde...

Das Henne-Ei-Problem
Der Geodynamo als Perpetuum mobile?

Polwechsel und Plattentektonik
Rätselhafte Streifen am Meeresgrund...

Und er bewegt sich doch...
Paläomagnetismus und der wandernde Meeresboden

Chronik der Magnetfeldforschung
Dem Erdmagnetismus auf der Spur

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