kein Standard-Magnet (Freie Themen)

IFan @, Dienstag, 22. Januar 2019, 23:59 (vor 179 Tagen) @ Wodans Sohn731 mal gelesen

Hallo Wodans Sohn et al.,

planetare Magnetfelder sind für Ungeübte etwas schwer zu verstehen, weil sie sich doch erheblich von den Standardvorstellungen über Magneten unterscheiden. Mit dem Schulwissen ausgestattet liegt die Vorstellung nahe, es handele sich bei Planeten (nicht nur die Erde hat ein Magnetfeld, sondern auch viele andere Planeten, wie die Sonne1) im Grunde um eine Art statischen Magnet. Da ist es natürlich überraschend, wie der sich denn plötzlich umpolen soll; so etwas gibt es bei Stabmagneten normalerweise nicht. Nordpol ist Nordpol, Südpol ist Südpol.

Bei Planeten werden Magnetfelder durch die umgewälzte Masse im Inneren erzeugt, die oft aus Metall besteht. Hier ist eine gewisse Ähnlichkeit zu Elektromagneten erkennbar, die auch ab- und angeschaltet werden können und deren Polarität sich schnell ändern kann, beispielsweise durch Umschaltung der Stromrichtung.

Bei der Erde wird in Grafiken oft dargestellt, wie die Magnetfeldlinien (die es in Wahrheit nicht gibt)2 sich an den Polen konzentrieren - "dort hineindringen" - und ansonsten einen Käfig um die Erde bilden.

Die Erde hat viele Magnetfelder, die auch gar nicht immer so harmonisch sind wie in den vereinfachten Grafiken dargestellt. Es gibt Zonen stärkerer und schwächerer Magnetfelder, die teilweise auch unterschiedliche Ausrichtungen zueinander haben.

Meinem Verständnis nach ist es so, dass die unterschiedlichen Magnetfelder in Summe zusammenwirken und, da ihre Ausrichtung mehrheitlich in gleicher Richtung ist, ein gemeinsames, großes Magnetfeld bilden (eigentlich eher einen "Magnetraum"; ein "Feld" klingt immer zweidimensional).

Wenn man bei Google "Cadarache Natrium" eingibt, kommt man auf einen Buchauszug, in dem dieses Verhalten anhgeschnitten wird.

Dort (in Frankreich bei einem Versuchsreaktor) wurde ein Experiment aufgebaut, in dem in einer kugelförmigen Trommel flüssiges Natrium verwirbelt wurde. Natrium ist ein Metall, das bereits bei 100 °C flüssig wird und deshalb für solche Experimente gut geeignet ist. In dieser ca. 1 m großen Trommel wurden Quirle eingesetzt, die gegenläufig rotierten und daher das Natrium verwirbelten. (Mit ziemlicher Gewalt; die Motoren hatten ca. 300 kW = 400 PS.) Dort wurden die entstehenden Magnetfelder gemessen. Üblicherweise zeigte sich eine gemeinsame Hauptrichtung; gelegentlich kam es vor, dass diese Hauptrichtung umschlug, es also sozusagen zu einer Polumkehr kam.

Die Vorzeichen waren schwer abzuschätzen; so weit ich mich erinnere, wurde das Gesamtmagnetfeld zunächst immer schwächer, bis es sich schließlich umpolte und wieder stärker wurde.

In dem Link zu dem Buch heißt es auf Seite 238, "Bei geeigneten, unterschiedlichen Rotationsraten der den Dynamo antreibenden beiden Propeller polte sich das erzeugte Magnetfeld, den Vorgängen im Erdmagnetfeld entsprechend, häufiger in chaotischer Weise um." (Erster Absatz ganz unten.)

Taurec hat das ganz richtig verstanden. BBs Aussage kann ich auch nur unterstützen.

So weit ich mich an wissenschaftliche Berichte erinnere, hat sich das Erdmagnetfeld immer wieder umgepolt, in größeren und kleineren Abständen, und dabei keinesfalls das Leben ausgelöscht. Bei Metallen ist es gelegentlich so, dass sie schwach magnetisch sind3, ihre Magnetkraft aber verlieren, sobald sie zu heiß werden (flüssig beispielsweise). Bei Vulkanausbrüchen wird gelegentlich metallisches Material ausgeworfen, das nicht reines Metall sein muss, sondern in Lava in Spuren vorhanden beispielsweise. Hier kann es vorkommen, dass es an der Oberfläche schnell erkaltet.

Wie jeder weiß, kann man Eisen durch einen Magneten leicht etwas magnetisieren und diese Magnetisierung auch wieder aufheben bzw. umkehren. Flüssiges Eisen jedoch verliert diesen eigen-Magnetismus wieder.

Wird bei Vulkanausbrüchen flüssiges Eisen oder anderes Metall mit diesen magnetischen Eigenschaften ausgeworden, erkaltet es. In kaltem Zustand nimmt es dann den Magnetismus an, der ihm vom Erdmagnetfeld vorgegeben wird.

Nun kann man Vulkanausbrüche zeitlich einordnen und damit deren Lava. Ist ein Vulkan zu einem bestimmten Zeitpunkt ausgebrochen, hat das Metall die Ausrichtung des Erdmagnetfelds, die zu dieser Zeit herrschte, übernommen.

Bein Untersuchungen ergab sich, dass zu unterschiedlichen Zeitpunkten eine unterschiedliche Ausrichtung des Erdmagnetfelds herrschte. So weit ich mich erinnere, hat sich das Erdmagnetfeld viele hunderte Male geändert, auch zu Zeiten, in denen es bereits Leben auf der Erde gab.


Gruß, IFan


1) oft auch "Stern" genannt, was natürlich nicht falsch ist, aber einen großen Unterschied zu einem Planeten suggeriert, der im Grunde nicht vorhanden ist. Ein Stern ist einfach nur ein großer Planet, der wegen seiner Größe und den deswegen in viel stärkerem Maße dort ablaufenden Prozessen heißer ist (so heiß, dass er leuchtet). Die Sonne besteht im Übrigen zum großen Teil aus Metall, was in der Öffentlichkeit nicht so gern deutlich gemacht wird, da es den beliebten Theorien über sie - "Wasserstofffusion" usw. - entgegenläuft.

2) Magnetfeldlinien entstehen erst beim Hinzufügen von Material, das auf den magnetischen Raum reagiert, und sind daher eine sekundäre Erscheinung. Man nimmt sie aber gerne her, da man ansonsten das unsichtbare magnetische "Feld" (besser: "Raum") nicht sichtbar machen kann.

3) Das nennt man "Ferromagnetismus"


Einstein beschreibt in seiner Arbeit über den Äther übrigens auch recht gut das Phänomen der durch verwirbelte Massen entstehenden Magnet"felder". Hier auf Seite 91 unten. Empfehlung, das mal zu lesen; wenn man auch nicht alles versteht (was man auch nicht muss), sind doch viele interessante Aspekte darin, auch für Laien.


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