Frage von Maimaier, 41

Wird das Erdmagnetfeld vielleicht durch die Erdrotation und elektrisch geladene Atmosphäre verursacht?

Die Atmosphäre ist elektrisch aufgeladen, sonst gäbe es keine Gewitter. Elektrische Ladungen + Kreisbewegung Erdrotation = Kreisstrom = Spule = Magnetfeld? Würde der tatsächlich beobachtete Nord/Südpol über die Rechte-hand-regel dazu passen?

Und warum ist eigentlich überhaupt die Atmosphäre geladen? Ist das auch eine Folge der Erdrotation? Vielleicht weil der Weltraum nicht ganz leer ist, und die Luft daran reibt, Reibung=Ladungstrennung?

Hat der Mond ein Mangetfeld? Haben genau die Himmelskörper ein Magnetfeld, die auch eine Atmosphäre haben, umso stärker umso mehr Atmosphäre/Rotationsgeschwindigkeit?

Wird es umso wärmer, umso tiefer man ein Loch in den Mond bohren würde, so wie auf der Erde? Aber nur 6-mal weniger schnell, weil die Gravitation auf dem Mond nur ein 6-tel beträgt?

Sinkt nach einem Gewitter lokal die gemessene Erdmagnetfeldstärke?

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von uteausmuenchen, Community-Experte für Astronomie & Physik, 14

Hallo Maimaier,

nein, das Erdmagnetfeld entsteht durch die Bewegung des flüssigen Eisens im äußeren Erdkern. Mehrere Messstationen weltweit ergeben ein sehr gut aufgelöstes Bild des magnetischen Feldes. Deshalb weiß man auch, wo es herkommt und kann es ganz gut am Computer simulieren.

https://www.mps.mpg.de/442677/17Die-Magnetfelder-der-Planeten.pdf

Natürlich hast Du auch in der Hochatmosphäre geladene Teilchen, die sich bewegen und magnetohydrodynamische Prozesse hervorrufen. Allein wegen der in der Atmosphäre aber sehr viel geringeren Dichte geladener Teilchen, ist die so erzeugte Energiedichte minimal im Vergleich zum im sehr viel dichteren Erdinneren erzeugten Magnetfeld.


Und warum ist eigentlich überhaupt die Atmosphäre geladen?

Das ist eine Folge der Winde. Nicht in allen Luftschichten weht der Wind in dieselbe Richtung. Bedingt durch die Schräge der Erdachse und die daraus resultierenden Temperaturunterschiede zwischen Tropen und Polregionen entstehen charakteristische Luftdruckunterschiede, die zu recht stabilen atmosphärischen Luftströmen führen. Die Passatwinde hast Du vielleicht schon mal gehört. Auch, dass wir hier in unseren Breiten am Boden meist Westwind haben, kommt daher.

Unterschiedliche Luftströme bedeuten aber, dass die einzelnen Luftschichten aneinander reiben. Das führt zur elektrostatischen Aufladung.

Der Mond hat kein Magnetfeld, zumindest kein Globales; er hatte früher möglicherweise eines - Gesteinsuntersuchungen legen das nahe. Lokale Magnetfelder findet man aber. Möglicherweise hängen sie mit den Einschlagkratern zusammen.

http://www.spektrum.de/news/der-magnetismus-des-mondes/341655

Außer der Erde haben zwar auch die Gasriesen Magnetfelder, die Venus hat dagegen eine sehr dichte Atmosphäre, aber kaum ein Magnetfeld. Das widerlegt Deine Hypothese.

Grüße

Kommentar von Maimaier ,

Super Antwort, danke.

"die Venus hat dagegen eine sehr dichte Atmosphäre, aber kaum ein Magnetfeld. Das widerlegt Deine Hypothese. "

Das müsste dann daran liegen, das die Venus kaum rotiert. Ich habe das gegoogelt, und tatsächlich ist der Venustag sogar länger als ein Venusjahr.

Kommentar von Maimaier ,

"das Erdmagnetfeld entsteht durch die Bewegung des flüssigen Eisens im äußeren Erdkern. Mehrere Messstationen weltweit ergeben ein sehr gut aufgelöstes Bild des magnetischen Feldes. Deshalb weiß man auch, wo es herkommt und kann es ganz gut am Computer simulieren. "

Ein Eisenkern innerhalb einer Spule erzeugt ein Magnetfeld, dadurch wird das Magnetfeld enorm erhöht, offenbar gibt es mehr induzierte Kreisströme im Eisenkern als in den Windungen der Spule.

Gibt es Experimente, bei dem flüssiges Eisen ganz alleine ein Magnetfeld erzeugt, anstatt ein äußeres Magnetfeld nur zu verstärken?

Bei der Suche nach Erzlagerstätten wird nach Anomalien im Magnetfeld gemessen. Inneres Erdmagnetfeld 5000 mT (Kreisströme Eisenkern), äußeres Erdmagnetfeld 100 mT oder so (von ausserhalb Erde, wohl Sonnenwind+Ionospäre), jede zusätzliche Abweichung kommt dann z.B. von Erzlagerstätten oder Pipeline oder nahe parkendem Auto oder so.

Wir haben eben ein gigantisches Erzlagervorkommen im Erdinneren, daher die großen Magnetfelder die dort gemessen werden.

Antwort
von Steffile, 28

Die Erde ist ein Geodynamo, bei dem das Magnetfeld durch das fluesige Metall im den Erdkern umgebenen aeusseren Kern verursacht wird. 

Der innere Kern der Erde ist 5700C heiss, aber solide, wegen dem extremen Druck vom Erdmantel. Diesen inneren Kern umgibt eine 2000km dicke Schicht aus fluessigem Metall, hauptsaechllich Eisen und Nickel, das staendig in Bewegung ist (wegen der Erdrotation und wegen Druck- und Temperaturunterschieden zum inneren Kern). Die Stroemung des Eisens genieriert elektrische Stroeme und damit das Magnetfeld.

Der Mond hat nur ein sehr geringes magnetisches Feld, aber ein Teil unserer Planeten hat ein sehr viel staerkeres als das der Erde. Es ist nicht genau bekannt, wie diese Magnetfelder zustandekommen. Im Fall von Jupiter wird vermutet, dass es durch extrem stark komprimierten Wasserstoff nahe des Kerns zustandekommt.

Der Mond scheint auch einen heissen Kern zu haben, deshalb muesste es heisser werden, je tiefer man bohrt.

Antwort
von Maimaier, 17

Nachtrag:

https://de.wikipedia.org/wiki/Magnetosph%C3%A4re

Offenbar gibt es eine ganze Reihe von Wechselwirkungen von elektrisch geladenem Sonnenwind, dem Erdmagnetfeld und der Atmosphäre.

Vielleicht gibt es auch hier einen selbstinduzierten Dynamoeffekt, wo wie im Erdkern beschrieben?

Kommentar von weckmannu ,

Wie hier bei Wiki beschrieben, wird die Magnetosphäre durch den Sonnenwind verformt. Damit ist aber nichts über den Ursprung im Erdinneren ausgesagt.

Man beachte auch die Grössenunterschiede. Die Feldstärke hier auf der Erdoberfläche beträgt ca. 40 microTesla. In dem Artikel ist dagegen von nanoTesla jm interplanetaren Raum die Rede. Soviel zu den Wechselwirkungen und einem vermuteteten Dynamoeffekt - er ist winzig.

Antwort
von Shalidor, 22

Das ist alles ziemlicher Käse. Die Atmosphäre ist nicht elektrisch geladen. Die Blitze beim Gewitter entstehen durch die Wolken, die aufeinander Treffen.

Das mir Rotation und Anziehungskraft hat etwas mit der Masse zu tun. Masse zieht sich gegenseitig an. Je größer das Objekt, desto größer die Anziehungskraft.

Wenn man in den Mond ein Loch bohren würde wäre es dort genauso kalt, da es nur ein Felsbrocken ist. Dass es bei uns immer wärmer wird, wenn man in die Mitte der Erde bohrt liegt am Kern unseres Planeten, der genauso heiß ist wie die Oberfläche der Sonne.

Und genau das ist der Grund für das magnetische Feld unserer Erde. Der glühend heiße Kern besteht zum großen Teil aus Eisen. Durch die Hitze und die Abkühlung zur Außenwand hin entshenen Ströme. Sprich dieses Flüssige Eisen fließt in einem bestimmten Strom. Und durch diese Bwegung des magnetisch leitenden Eisen entsteht dieser Magnetismus.

Das wiederum bedeutet, dass nicht alle Planeten einen solchen Magnetismus haben. Das haben nur Planeten mit so einem flüssigen Eisenkern, und so oft kommt das nicht vor. Sprich unsere Erde ist eine der wenigen mit so einer Eigenschaft.

Kommentar von MonkeyKing ,

Das wäre interessant wenn es stimmen würde, aber die Seite ist mit Vorsicht zu geniessen.

Kommentar von Steffile ,
Kommentar von weckmannu ,

so überrascheend nun auch wieder nicht. Ein schwerer Körper wird in seinem Innern wegen des durch die Schwerkraft erzeugten Drucks heiss. Die Temperatur im Erdinneren beträgt über 5000 Grad. Also kann im Mondinneren das Gestein auch flüssig sein, nämlich über 600 Grad. Auch die Gezeitenreibung ist nicht unbekannt. z.B. bei Jupitermonden hat man das längst nachgerechnet.

Kommentar von Shalidor ,

Ui, das wusste ich noch nicht. Interessant. Aber das war ja auch nur eine der nebensächlicheren Fragen die ich beantwortet habe.

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