Schwachstelle im Erdmagnetfeld wird zum Problem für Satelliten

Die Erde hat eine Schwachstelle. Zumindest ihr Magnetfeld. Mit der sogenannten Südatlantischen Anomalie ist eine Abschwächung des Magnetfeldes gemeint. Diese Veränderung wurde erstmals im 19. Jahrhundert südöstlich von Südamerika entdeckt. 

Seit 2013 beobachten Forschende der European Space Agency (ESA) dieses Phänomen mithilfe von Satelliten. Jetzt zeigt sich, dass sich die Schwachstelle weiter ausbreitet, wie die ESA berichtet. 

Seit 2014 hat sich die schwache Region des Erdmagnetfeldes ausgedehnt. Die Südatlantische Anomalie ist seitdem um eine Fläche gewachsen, die fast so groß ist wie die Hälfte Kontinentaleuropas.

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Die Rolle des Magnetfeldes für die Erde 

Das Erdmagnetfeld spielt für Lebewesen auf der Erde eine wichtige Rolle. Es schützt uns vor kosmischer Strahlung und geladenen Teilchen der Sonne.

Außerdem besitzen manche Tiere, wie Bienen, Zugvögel oder Haie, einen Magnetsinn. Er hilft ihnen, sich auf der Erde räumlich zu orientieren und wird als innerer Kompass oder 6. Sinn bezeichnet. Auch Polarlichter haben wir dem Magnetfeld zu verdanken. 

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Wie das Erdmagnetfeld entsteht

Das Erdmagnetfeld entsteht durch geschmolzenes, flüssiges Eisen, das im äußeren Erdkern, also rund 3.000 Kilometern unter der Erdoberfläche, fließt. Es erzeugt elektrische Ströme, die wiederum das sich verändernde elektromagnetische Feld erzeugen.

Zumindest vereinfacht gesagt, denn wie so oft ist die Sache etwas komplexer. Vergleichen lässt sich der Prozess laut den Forschenden mit einem riesigen Dynamo. 

Swarm zeigt Schwachstellen

Mithilfe der Earth-Explorer-Mission Swarm der ESA untersuchen Forschende das Erdmagnetfeld seit November 2013. Zum Einsatz kommen dabei 3 identische Satelliten, die magnetische Signale präzise messen.

Diese stammen aus dem Erdkern, sowie der Erdkruste, den Ozeanen, der Ionosphäre und der Magnetosphäre. Die Mission zeigt: An einigen Stellen wird das Erdmagnetfeld stärker, an anderen schwächer.

Satelliten sind gefährdet 

Für Menschen dürfte diese Veränderung kein Problem sein. Für Satelliten könnte die Südatlantische Anomalie aber zum Problem werden. Jene, die den Bereich über der Schwachstelle des Erdmagnetfeldes überqueren, sind einer höheren Strahlenbelastung ausgesetzt, heißt es von den Forschenden der ESA.

Dadurch kann es zu Fehlfunktionen bei Satelliten kommen. Auch Schäden an der Hardware sind möglich und Blackouts, bei denen die Satelliten für eine Weile nicht mehr erreichbar sind.

Wo das Erdmagnetfeld am stärksten abgeschwächt wird 

Die Forschenden der ESA haben nun die aktuellen Erkenntnisse der Swarm-Mission im Journal Physics of the Earth and Planetary Interiors veröffentlicht. Die Südatlantik-Anomalie hat sich demnach zwischen 2014 und 2025 stetig ausgedehnt. Besonders schnell abgeschwächt hat sich ein Teil des Erdmagnetfeldes, der im Bereich des Atlantischen Ozeans südwestlich von Afrika liegt.

Seit 2020 sei es dort zu einer besonders schnellen Abschwächung gekommen. “In dieser Region geschieht etwas Besonderes, das zu einer stärkeren Abschwächung des Feldes führt“, sagt der Hauptautor der Studie, Chris Finlay.

Verstärkung über Sibirien 

Es gibt auf der Südhalbkugel auch einen Bereich, an dem das Erdmagnetfeld besonders stark ist. Auf der Nordhalbkugel gibt es 2 davon, wobei sich einer in der Nähe von Sibirien und der andere in der Nähe von Kanada befindet.

Seit 2013 konnten die Forschenden durch Swarm erfassen, dass das Magnetfeld über Sibirien gewachsen ist. Der Zuwachs entspricht der Fläche Grönlands. In Kanada ist es jedoch schwächer geworden und hat um eine Fläche abgenommen, die fast der Größe Indiens entspricht. 

Warum kommt es zu diesen Verschiebungen? 

Die Veränderungen im Magnetfeld werden laut den Forschenden durch komplexe Prozesse im Erdkern verursacht. Diese stehen im Zusammenhang mit der Verschiebung des magnetischen Nordpols in Richtung Sibirien, zu der es in den vergangenen Jahren gekommen ist.

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Laut einer Studie aus dem Jahr 2020 verschiebt sich der magnetische Nordpol, im Gegensatz zum fixierten geografischen, um 6,8 Meter pro Stunde. Relevant sind diese Veränderungen vor allem für die Navigation, die dadurch beeinflusst wird.

Die Swarm-Mission ist jedenfalls noch nicht am Ende angekommen. “Die Satelliten sind alle in gutem Zustand und liefern hervorragende Daten, sodass wir diese Aufzeichnungen hoffentlich über das Jahr 2030 hinaus fortsetzen können, wenn das Sonnenminimum weitere beispiellose Einblicke in unseren Planeten ermöglichen wird“, sagt Swarm-Missionsleiterin Anja Stromme.