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Das Magnetfeld der Erde
„Magnetfelder haben mit Bewegung zu tun“
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Inhalt
• Ströme im Erdinnern
• Magnetisches Feld: Das „Erdmagnetfeld“
• Die Lorentzkraft auf Teilchen des Sonnenwinds
• Das Nordlicht
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Das Magnetfeld der Erde
Im Erdinnern (3000 km Tiefe umlaufende geladene Teilchen erzeugen das Magnetfeld
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Weitere Beiträge zum Magnetfeld der Erde
• Lithosphäre: 10-50 km dick, in etwa 100 km Tiefe– Magnetische Mineralien, vor allem Magnetit,
der bei 400°-600°seine Magnetisierung verliert
• In den Mineralien ist das Magnetfeld zum Zeitpunkt ihrer Abkühlung gespeichert
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Der Aufbau der Erde: Lithosphäre und Erdkern
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Beiträge der Lithosphäre zum Magnetfeld
Mittlere Feldstärke des Magnetfelds der Erde:30 μT = 30'000 nT
Details: http://www.gfz-potsdam.de/bib/pub/2jb/00_01_04.pdf
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Wie speichern Steine ein Magnetfeld?
• Mineralien sind kristalline Festkörper:– Kristallin heißt: regelmäßiger Aufbau
• Einige Atome enthalten elementare Magnete, z. B. Eisen-Atome
• Ein Magnetfeld kann diese elementaren Magnete ordnen
• Gegenseitige Beeinflussung bewahrt die Ordnung Aber: Die Bewegung der Teilchen bei hoher
Temperatur löscht die Information, indem sie „alles durcheinander bringt“
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Lorentz-Kraft im Magnetfeld der Erde: Ablenkung des „Sonnenwinds“, eines Stroms aus Elektronen und Protonen aus
dem Plasma der Sonne
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Bei dieser Ablenkung entsteht das Nordlicht
Stickstoff aus der Atmosphäre sendet beim
Zusammenstoß mit Teilchen des
Sonnenwinds Strahlung aus
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Zusammenfassung
• Ströme im Erdinnern erzeugen das „Erdmagnetfeld“
• Magnetische Mineralien der „Lithosphäre“ zeigen die Änderung des Magnetfelds im Laufe der der Erdgeschichte
• Teilchen des „Sonnenwinds“ erfahren eine Lorentzkraft, werden auf Spiralbahnen gelenkt, – stoßen an Atome der Atmosphäre– und regen sie zu Lichtemission an: „Das Nordlicht“
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Finis