Alte Logbücher: Erdmagnetfeld schwächelt erst seit kurzem

Das Magnetfeld der Erde verliert derzeit rapide an Stärke. Wie lange das schon so geht, war bisher unklar: Für die Zeit vor mehr als 150 Jahren gab es keine Messdaten. Nun haben Forscher das Magnetfeld alter Tage rekonstruiert - mit Hilfe längst verstorbener Kapitäne.

Die Zeit vor 1840 erscheint Geophysikern ziemlich düster, wenn sie sich mit den Veränderungen des Erdmagnetfeldes beschäftigen. Während sich heutzutage die Richtung der Feldlinien und die Stärke des Feldes komfortabel aus der Erdumlaufbahn messen lassen, gab es damals nicht einmal Aufzeichnungen.

Weil aber bekannt ist, dass die Feldstärke des Erdmagneten zuletzt drastisch - in den letzten 160 Jahren um etwa acht Prozent - abgenommen hat, interessiert sich die Wissenschaft sehr für alte Daten. War die Abnahme auch in der Zeit vor den ersten Aufzeichnungen ähnlich stark?

Paläomagnetische Funde, also magnetisierte Gesteine aus unterschiedlichen Epochen, geben nur ein höchst ungenaues Bild der Situation, weil kaum eine exakte Altersbestimmung möglich ist. Britische Forscher haben sich jetzt einer ganz anderen Quelle bedient, um die Magnetfeldveränderung seit dem 16. Jahrhundert einzuschätzen: Sie durchforsteten historische Schiffslogbücher.

Alte Kapitäne assistierten beim Datensammeln

"Angefangen haben wir mit Satellitenmessdaten aus der Gegenwart, gingen dann aber zurück bis zu den Reisen von James Cook", sagt David Gubbins, Geowissenschaftler aus Leeds, zu SPIEGEL ONLINE. Zusammen mit zwei Kollegen veröffentlicht er in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins "Science" eine neue Einschätzung:

Zwischen 1590 und 1840 hat die Stärke des Erdmagnetfelds nur um knapp drei Nanotesla jährlich abgenommen, was nur einem Fünftel der gegenwärtigen Rate entspricht. Statt einer seit Jahrhunderten steil absteigenden Geraden entspricht die Magnetfeld-Abschwächung beinahe eine Horizontalen, die erst Mitte des 19. Jahrhunderts einen starken Knick nach unten macht.

Zu dieser Erkenntnis gelangten die Forscher nur mit Hilfe fleißiger Kapitäne: Die Kommandanten trugen auf ihren Reisen nicht nur im Logbuch ein, in welche Richtung der Kompass zeigte - oft horizontal ebenso wie vertikal. Auch anhand der Sterne bestimmten sie ihre geografische Position. Diese Daten fütterten die Forscher in eine Datenbank, die Eckpunkte für die Magnetfeldstärke an definierten Orten zu unterschiedlichen Zeiten lieferte.

"Das ist ganz ähnlich wie bei einem ladenüblichen GPS-Empfänger. Da ist eine Software eingebaut, die den Unterschied zwischen dem magnetischen Pol und dem geografischen Nordpol ausrechnet. Das geschieht auf Grundlage von Modellen des Erdmagnetfelds, die jährlich aktualisiert werden", sagt Gubbins. "In unserem Rechenmodell ist die Software um ein Feld ergänzt, in das man das Jahr eingeben kann - zum Beispiel irgendetwas im 17. Jahrhundert."

Archive nach Logbüchern durchforstet

Gubbins' wissenschaftliche Helfer fanden vor allem in den Nationalarchiven alter See- und Handelsmächte reiche Beute. "Wer viel Handel trieb, erzeugte viel Daten. Die Briten, die Niederländer, Franzosen, Dänen und Schweden, die Spanier und Portugiesen", zählt Gubbins auf.

Der Kompass war in China zwar bereits vor 2000 Jahren bekannt, doch erst seit 1837 können Wissenschaftler die Stärke des Erdmagnetfelds präzise bestimmen. Damals maß der deutsche Mathematiker und Physiker Carl Friedrich Gauß mit einem sogenannten Magnetometer erstmals exakt jene magnetische Kraft, die Kompassnadeln anzieht und die Erde vor geladenen Teilchen des Sonnenwindes schützt.

Dieses Magnetfeld der Erde wird durch die Bewegung gewaltiger Mengen flüssigen Eisens im äußeren Erdkern erzeugt. Da die Bewegung durch die Drehung der Erde beeinflusst wird, sprechen Wissenschaftler auch vom Geodynamo.

Veränderungen dieser Eisenströme im Erdinneren führten in der Erdgeschichte etwa alle 250.000 Jahre dazu, dass sich das Erdmagnetfeld umpolt, fanden Geophysiker bei der Untersuchung eisenhaltigen Gesteins heraus. Eine solche Umpolung, bei der das Magnetfeld kurzzeitig verschwindet, könnte der Erde nun wieder bevorstehen, vermuten viele Wissenschaftler. Sie stützen sich dabei auf die Beobachtung, nach der das Magnetfeld seit den ersten Messungen Mitte des 19. Jahrhunderts stark abgenommen hat.

Annahme von der Umpolung des Erdmagneten

"Die Abnahme ist unbeständig", fassen Gubbins und seine Kollegen die neuen Erkenntnisse in "Science" zusammen. Bedeutet dies, dass auch die Umpolung zur Debatte steht? "Das wäre wie eine Wettervorhersage", sagt Gubbins, dessen Ergebnisse die Hypothese von einer bevorstehenden Umpolung immerhin schwächen. "Vielleicht sind es ja auch nur ein paar Flecken auf der südlichen Erdhalbkugel." Dort waren in den letzten 150 Jahren starke lokale Feldstärkeveränderungen festgestellt worden.

Eine globale Katastrophe wäre aber im Falle eines temporären Ausfalls des Erdmagnetfelds wohl nicht zu erwarten. Zum einen ist es bisherigen Erkenntnissen zufolge in den vergangenen 400 Millionen Jahren bereits mehrere hundert Mal vorgekommen, dass Nord- und Südpol die Plätze getauscht haben.

Zudem haben Simulationen an der Münchener Ludwig-Maximilians-Universität ergeben, dass die Sonne selbst das Leben auf der Erde nicht braten, sondern schützen wird: Trifft der Sonnenwind - der Strom geladener Teilchen unseres Zentralgestirns - auf die Erdatmosphäre, wickelt er in Minutenschnelle ein neues Magnetfeld um den blauen Planeten. Der Schutzschirm in 350 Kilometern Höhe wäre annähernd genauso stark wie das übliche Feld, das dem Leben die kosmische Strahlung vom Leib hält.

stx/ddp/dpa

Diesen Artikel...
  • Aus Datenschutzgründen wird Ihre IP-Adresse nur dann gespeichert, wenn Sie angemeldeter und eingeloggter Facebook-Nutzer sind. Wenn Sie mehr zum Thema Datenschutz wissen wollen, klicken Sie auf das i.
  • Auf anderen Social Networks teilen

News verfolgen

HilfeLassen Sie sich mit kostenlosen Diensten auf dem Laufenden halten:

alles aus der Rubrik Wissenschaft
Twitter | RSS
alles aus der Rubrik Natur
RSS

© SPIEGEL ONLINE 2006
Alle Rechte vorbehalten
Vervielfältigung nur mit Genehmigung der SPIEGELnet GmbH



  • Drucken Senden
  • Nutzungsrechte Feedback
Fotostrecke
Erdmagnetfeld: Starke Abnahme ist ein junges Phänomen