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Erdmagnetfeld-Physik

Bedeutung des Erdmagnetfelds, Umpolung und Polarlichter
by Matin Kohsar on 31 March 2013

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Transcript of Erdmagnetfeld-Physik

photo credit Nasa / Goddard Space Flight Center / Reto Stöckli Die magnetische Umpolung und ihre Folgen Das Erdmagnetfeld Steckbrief Entstehung Bedeutung für die Erde Ablenkung von Sonnenstürmen Polarlichter
"Aurora borealis" Überladung der Van-Allen-Gürtel Umpolung Magnetfeld verändert sich im Laufe der Zeit: Stärke des Magnetfeldes nimmt ab Abb.4 Abb.5 Abb.12 Abb.11 Geomagnetischer Nordpol->magnetischer Südpol
(physikalisch) geomagnetische Pole entsprechen nicht genau geographischen Polen
>Dipolachse um 11,5° gegen Erdachse geneigt Stärke: 30µT(Äquator)-60µT(Pole) Anteile am Magnetfeld Die Dipolvorstellung ist nur eine Näherung: Vorstellung: Dipolfeld eines Stabmagneten Um Verwirrungen zu vermeiden: A)Konsens: 1. Energie im äußeren Magnetfeld 10^18 J 2. Energie im inneren Magnetfeld 10^20 J (vermutlich) 3. Drehimpuls B) Folgerungen: elektrisch leitende Flüssigkeit Energiequelle
thermische Energie
radioaktiver Zerfall von U und Th
Kristallisationswärme Rotation 1.
2.



3. fester innerer Erdkern äußerer flüssiger Erdkern Erdmantel Temperaturgefälle Bewegung elektrisch leitender Flüssigkeit erzeugt Magnetfeld Geodynamo Gezeitenkräfte Superrotation Corioliskraft Konvektionsströme durch Temperaturgefälle Schauer aus geladenen Teilchen leichte Kerne Protonen Elektronen werden von Magnetfeld abgelenkt Van-Allen-Gürtel geladene Teilchen
>Spiralbahnen
>Elektronen können bis zu 2a in dem Gürtel bleiben innerer Gürtel: 700-300km
Protonen (20MeV<E<40MeV) äußerer Gürtel 20 000-25 000km
Elektronen (E<1MeV) starke Sonnenstürme Zusammenprall der geladenen Teilchen mit Molekülen und Atomen aus der Luft Leuchterscheinung Anregung->Fluoreszenz 1. Inklination 1860 2010 2. Position des magnetischen Südpols 3. Paläomagnetismus Folgen Die Umpolung führt zu Störungen im Erdmagnetfeld >alle 250.000 Jahre Umpolung (durchschnittlich) >letzte Polumkehr vor 780.000a >Häufigkeit wuchs seit 120.000.000a Erwartung: Umpolung im Jahr 3000-4000 höhere Einwirkung von Sonnenwinden/-stürmen aber:
Erdatmosphäre
magnetische Schläuche in Ionosphäre-> Selbstmagnetisierung
abschirmende Wirkung Auswirkungen vermutlich nicht sehr groß "Notschutzmechanismen" der Erde Quellen a)http://www.leifiphysik.de/web_ph10/umwelt-technik/08erdfeld/erdfeld.htm (22.10.2012)
b)http://www.zeit.de/wissen/2012-08/swarm-esa-sonden-erdmagnetfeld (22.10.2012)
c)http://www.welt.de/wissenschaft/article9090079/Was-passiert-wenn-das-Erdmagnetfeld-kollabiert.html (22.10.2012)
d)http://www.planet-erde.eu/geologie/erdmagnetfeld.html (22.10.2012)
e)https://www.focus.de/wissen/natur/geowissenschaft/tid-19780/magnetfeld-der-erde-die-schleichende-umkehr_aid_549980.html (22.10.2012)
f)http://www.weltderphysik.de/gebiet/planeten/erde/erdmagnetfeld/ (22.10.2012)

g)Boysen, Gerd u.a.(1999), Oberstufe Physik Gesamtband, Berlin: Cornelsen Verlag; S.260 ff. und S. 269/70

h)http://www.zeit.de/wissen/2010-03/schutzschild-erde (27.11.2012)
i)http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetismus (01.12.2012)
j)http://de.wikipedia.org/wiki/Erdmagnetfeld (27.11.2012)
k)http://de.wikipedia.org/wiki/Polarlicht (01.12.2012)
l)http://de.wikipedia.org/wiki/Van-Allen-G%C3%BCrtel (03.12.2012) Abbildungsquellen:
Abb.1: http://de.wikipedia.org/wiki/Erdmagnetfeld (01.12.2012)
Abb.2: eigene Produktion mit Microsoft Excel und Powerpoint
Abb.3: http://lp.uni-goettingen.de/get/image/3823 (01.12.2012)
Abb.4: http://de.wikipedia.org/wiki/Erdmagnetfeld (01.12.2012)
Abb.5: http://de.wikipedia.org/wiki/Erdmagnetfeld (01.12.2012)
Abb.6: http://de.wikipedia.org/wiki/Van-Allen-G%C3%BCrtel (03.12.2012)
Abb.7: http://de.wikipedia.org/wiki/Polarlicht (01.12.2012)
Abb.8: http://www.spiegel.de/fotostrecke/polarlichter-farbenspiele-durch-sonnenstuerme-fotostrecke-33649-4.html (03.12.2012)
Abb.9: http://de.wikipedia.org/wiki/Erdmagnetfeld (01.12.2012)
Abb.10: http://de.wikipedia.org/wiki/Erdmagnetfeld (01.12.2012)
Abb.11: http://de.wikipedia.org/wiki/Erdmagnetfeld (01.12.2012)
Abb.12: http://de.wikipedia.org/wiki/Erdmagnetfeld (01.12.2012) Abb.1 Abb.2 Abb.3 Abb.6 Abb.7 Abb.8 Abb.9 Abb.10
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