Zirkulierende Eisenströme im Kern spannen den magnetischen Schutzschild der Erde auf. Doch seine Stärke nimmt ab, das Feld wird kollabieren und sich dann umpolen. Das Leben wird das nicht ernstlich gefährden, aber technische Systeme sind sehr verletzlich
Ein seltenes Erlebnis konnten die Menschen in Griechenland und auf den Kanarischen Inseln im Herbst 2003 genießen: Polarlichter, die - wie das Wort deutlich macht - üblicherweise nur Menschen im hohen Norden beziehungsweise Süden erfreuen. Die Ursache des Phänomens waren "Stürme" im Magnetfeld der Erde, ausgelöst von einer großen Explosion an heißen Gasen aus der Oberfläche der Sonne (Korona). Ihr folgte ein Sperrfeuer an geladenen Partikeln. Solche "koronalen Massenauswürfe" (engl. Kürzel: CME) schwächen das Erdmagnetfeld, und die Partikel dringen tief in die Atmosphäre ein. Sie bringen allerdings nicht nur das bezaubernde Himmelsleuchten, sondern auch technische Probleme.
Solche Ereignisse könnten zunehmen. Denn das Erdmagnetfeld schwächelt. In dem Maß, wie seine Feldstärke abnimmt, wird es für solare Partikel einfacher, Schönheit und Schäden hervorzubringen. Niemand weiß, ob dieser Prozess rasch voranschreitet oder das Feld wieder an Kraft gewinnt. Doch sicher ist: Irgendwann wird das Erdmagnetfeld durch ein Chaos trudeln und sich danach umpolen, die Kompassnadel zeigt dann nach Süden. Solche Umpolungen hat es in den vergangenen 160 Millionen Jahren Hunderte Male gegeben. Durchschnittlich geschah das alle 250 000 Jahre, das letzte Mal vor 780 000 Jahren. Die nächste ist also längst überfällig, rein statistisch zumindest.
"Computermodelle zeigen für den Fall einer Umpolung eine bizarr anmutende Welt. Darin hat die Erde kein Magnetfeld mehr, das halbwegs mit dem Feld eines Stabmagneten beschrieben werden könnte. Dann gibt es nicht mehr zwei magnetische Pole, sondern vier, acht oder mehr", sagt die Geophysikerin Monika Korte vom Deutschen Geoforschungszentrum in Potsdam. Allerdings rechnet die Forscherin mit dem Magnetchaos eher in Jahrtausenden denn in Jahren. Dennoch lohnt es sich, über die Folgen für Mensch, Tier und Zivilisation nachzudenken. Denn das Erdmagnetfeld ist ein Schild, der vor dem zerstörerischen Strom geladener und energiereicher Partikel - Protonen, Alphateilchen und Elektronen -, die die Sonne auf uns einprasseln lässt, schützt. Nicht zuletzt orientieren sich wandernde Tiere am irdischen Magnetfeld.
Zehn Prozent schwächer in 170 Jahren
.... Verwundbare Satelliten und Stromnetze
Wikelski nimmt an, dass viele Tierarten mittels magnetischer Minerale in speziellen Organen, den Magnetosomen, Felder erfassen; neben Zugvögeln und Brieftauben, Lachsen und Meeresschildkröten vermutlich auch Ameisen, Bienen, Hamster, Mäuse, Hühner, Kühe und Dutzende weitere Arten - selbst Bakterien und der Mensch. "Der Magnetsinn ist vermutlich sogar eine 'Systemeigenschaft' jeder Zelle", ist der Forscher überzeugt. "Es ist nur die Frage, ob die jeweilige Art durch die Evolution dazu 'gedrängt' wurde, die Magnetfeldinformationen auch zu nutzen."
Wie relevant der Magnetsinn verschiedener Tiere ist, will der Forscher gemeinsam mit der europäischen Raumfahrtagentur untersuchen. Mit Sensoren und Sendern ausgestattete Tiere sollen von Satelliten und von der Raumstation ISS auf ihrem Weg beobachtet werden. So könnten die Forscher etwa feststellen, ob sich Zugvögel streng an Feldlinien orientieren oder diese eher zweitrangig sind. Technische Systeme sind vermutlich anfälliger für das Schwächeln des Feldes als Lebewesen. Das lassen bisherige Erfahrungen erwarten, als unsere Magnetosphäre schwer von Sonnenpartikeln beschossen wurde. Die Magnetosphäre ist dann stärker verformt als sonst unter dem Einfluss der Sonne. Gelegentlich verschmilzt das von einem Massenausbruch in den Weltraum geworfene Magnetfeld mit dem der Erde. Ein solcher Kurzschluss erzeugt elektrische Ströme, und energiereiche Teilchen dringen tief in die Magnetosphäre ein. Beides kann technische Schäden anrichten. Die fallen umso stärker aus, je mehr sich das Erdmagnetfeld abschwächt. "Die Abschirmung ist dann geringer, und der Schutzschild verliert an Wirkung", sagt Volker Bothmer, Physiker an der Universität Göttingen. "Das können wegen des chaotischen Aufbaus der Restmagnetosphäre regional aber sehr unterschiedliche Effekte sein", so der Projektleiter der Sonnenbeobachtungsmissionen "Stereo" und "Corona".
Physiker kennen eine Reihe von Schadeffekten. So werden beim Durchgang von geladenen Partikeln elektronische Bauteile gestört. Beispielsweise kippen in Speicherchips die Bits von null nach eins oder umgekehrt. Das stört Computerprogramme. "In einzelnen Fällen kann ein elektronisches Bauteil auch komplett zerstört werden", erläutert Bothmer. kompletten Artikel lesen
