Gefunden eine Magnetfeldanomalie Atlantiküste Südamerika
Geschrieben von Pez am 09. Oktober 2003 22:28:25:
Als Antwort auf: Re: Atlantik vor Argentinen? geschrieben von mica am 09. Oktober 2003 21:23:38:
In der Mitte steht was von einer rasanten Veränderung. Grüsse pez
Teilchen mit besonders großen Energien (vorwie-gend Protonen) befinden sich in dem so genanntenharten Strahlungsgürtel, der sich in ein- bis zweitau-send Kilometern Höhe über dem Äquator befindet. DieTeilchen bewegen sich entlang der Feldlinien zwischenden Hemisphären hin und her und werden in einerdurch die Stärke des Magnetfeldes bestimmten Höhereflektiert. In der Regel findet man diese Spiegelpunkteoberhalb von 600 km. Eine Ausnahme bildet die südat-lantische Anomalie. Hier hat das Magnetfeld nur etwa60 % seiner Stärke, die nach der Dipolgeometrie zu er-warten wäre. In diesem Bereich sinken die Spiegel-punkte bis auf wenige hundert Kilometer herab. EineFolge davon ist, dass Satelliten auf erdnahen Bahnentäglich der harten Strahlung ausgesetzt sind, wenn siedie Atlantikküste von Südamerika passieren. Obwohlsich ein Satellit auf polarer Bahn nur etwa 15 Minutenpro Tag in diesem Gebiet aufhält, akkumuliert er dort90 % seiner Strahlendosis.Wie bereits erwähnt ist die Verteilung des Strah-lungshintergrundes eine direkte Folge der Magnetfeld-geometrie. Bei der Planung einer Weltraummission, be-sonders einer bemannten, ist die Strahlenbelastung im-mer ein wichtiger Faktor. Das Risiko lässt sich aber nurdann realistisch abschätzen, wenn die Magnetfeldgeo-metrie hinreichend genau bekannt ist. Ausgerechnet imBereich des Südatlantiks lässt sich aus den aktuellenØrsted-Messungen die zurzeit rasanteste Veränderungableiten. Nur ein dezidiertes Beobachtungsprogrammdes Magnetfeldes erlaubt es, signifikante Änderungenim Strahlungshintergrund rechtzeitig zu erkennen.Der Ozean als Hall-GeneratorBei diesem letzten Beispiel handelt es sich mehr umeinen Vorschlag als um ein erprobtes Verfahren. ImRahmen der CHAMP-Mission soll die Anwendbarkeitder Methode zum ersten Mal getestet werden. Derüberwiegende Teil des Meerwassers ist eingebunden indie großen Zirkulationssysteme und damit ständig inBewegung. Strömt ein Medium, das ionisierte Teilchenenthält, hier die Ionen der gelösten Salze, senkrechtzum Magnetfeld, kommt es zur Ladungstrennung. DerStromkreis schließt sich über die Materialien, die sichin Bezug zum Magnetfeld in Ruhe befinden, zum Bei-spiel die ozeanische Kruste und/oder der Mantel.Die magnetischen Effekte sollten in einer Bahnhöhevon 400 km (typisch für CHAMP) bei 1 bis 10 nT lie-gen. Solche Signale sind leicht mit den eingesetztenMagnetometern aufzulösen. Das Problem ist mehr, sieaus der Summe aller anderen Beiträge eindeutig alsozeanisches Signal heraus zu filtern. Sicherlich wirddies nur möglich sein in Kombination mit anderen Be-stimmungen der Meeresströmung. Bekanntlich kommtden ozeanischen Zirkulationen eine Schlüsselrolle beider Entwicklung des irdischen Klimas zu. Wenn esüber die Magnetfeldbeobachtungen gelingt, einen Bei-trag zur Detektierung der Strömung zu leisten, eröffne-te sich ein weites Anwendungsfeld auf diesem Gebiet.Laufende und bevorstehende Magnetfeldmissionen Während der vier zurückliegenden Jahrzehnte desRaumfahrtalters gab es nur die MAGSAT-Mission1979/80, die eine hochgenaue, vektorielle Vermessungdes geomagnetischen Feldes durchführte. Erst zwanzigJahre später setzte die dänische Sonde Ørsted (gestar-tet am 23. Februar 1999) die damaligen Messungenfort. Das inzwischen gestiegene Interesse an Magnet-feldbeobachtungen hat zur Vorbereitung weiterer Satel-litenmissionen geführt. Ganz aktuelle Beispiele sindder deutsche Satellit CHAMP und die US-argentini-sche Mission SAC-C. CHAMP wurde am 15. Juli in dieUmlaufbahn gebracht, SAC-C soll Ende 2000 ins Allgeschossen werden. Besondere Hoffnungen richtensich auf die CHAMP-Mission. Messungen von verschiedenen Satelliten, die gleich-zeitig im Orbit sind, eröffnen ganz neue Betrachtungs-weisen. Sie erlauben z. B. eine viel bessere und zuver-lässigere Trennung der verschiedenen Quellenterme.Die anstehenden Missionen werden die wissenschaftli-che Gemeinde mit einem umfassenden Datenschatzversorgen, der für viele Aspekte der terrestrischen For-schung von großem Interesse sein wird. Literatur[1] G. A. Glatzmaier et al., Geophys. J. Int. 138, 393(1999)[2] R. A. Langel und W. J. Hinze, The magnetic fieldof the Earth’s lithosphere: The satellite perspec-tive, Cambridge University Press, 1998[3] M. G. Kivelson und C. T. Russel, Introduction toSpace Physics, Cambridge Univ. Press, 1995[4] J. G. Kappenman et al., EOS Trans. AGU 78, No. 4(1997)[5] F. Primdahl, J. Phys. E: Scient. Instr. 12, 241 (1979)Abb. 4: Die hochenergetischen Teilchen des har-ten Strahlungsgürtels pendeln entlangder Magnetfeldlinien zwischen der nörd-lichen und der südlichen Hemisphäreund driften zusätzlich um die Erde her-um. Für eine Magnetfeldschale, die etwamit dem Zentrum des Strahlungsgürtelsverbunden ist, sind Ort und Höhe der sogenannten Spiegelpunkte, unterhalb de-rer man keine nennenswerten Flüsse die-ser Teilchen mehr antrifft, als farbigeSpuren darstellt. Auffällig ist die großeEindringtiefe an der Atlantikküste vonSüdamerika. Hier kommt es bei Satelli-ten oft zu Strahlungsschäden.