Strömendes Meerwasser liefert einen Beitrag zum Erdmagnetfeld. Am Beispiel der Gezeiten ist es erstmals gelungen, diesen winzigen Effekt von einem Satelliten aus zu messen. Ursache dieser magnetischen Signale sind Ladungsträger im Meerwasser, die dessen Bewegung folgen und dabei ein Magnetfeld erzeugen. Im Meerwasser gelöste Salze bilden hydratisierte Ionen. Diese bewegen sich mit den Ozeanströmungen durch das Magnetfeld der Erde. Als elektrisch geladene Teilchen unterliegen sie dabei der so genannten Lorentz-Kraft. Sie ist senkrecht zu den Magnetfeldlinien und zur Bewegungsrichtung der Ionen gerichtet und läßt diese deshalb aus dem allgemeinen Wasserstrom ausscheren. Negative und positive Teilchen wandern dabei in entgegengesetzte Richtungen. So kommt es zu einer Ladungstrennung, durch die Ansammlungen von negativen und positiven Ionen im Meerwasser entstehen. Zwischen diesen bildet sich ein elektrisches Feld, das bestrebt ist, die entgegengesetzten Ladungsträger wieder aufeinander zu zu bewegen. Es nimmt so lange zu, bis es die Lorentz-Kraft genau ausgleicht und die Ladungstrennung zum Stillstand bringt. Entscheidend ist nun, daß die Ansammlungen von entgegengesetzt geladenen Ionen über die wassergetränkten Sedimente am Meeresboden leitend verbunden sind. Dort gibt es keine Wasserströmung und folglich auch keine Lorentz-Kraft. Deshalb können die getrennten Ladungsträger hier in einer Art Kurzschluß wieder zusammenfließen. Dieser Kurzschlußstrom endlich erzeugt das Magnetfeld, um das es den Forschern geht. Obwohl seine Amplitude nur zehn Nanotesla beträgt, ist es noch in mehreren hundert Kilometer Höhe nachweisbar. Für den Test der Theorie wurde die so genannte M2-Tide gewählt, da diese Gezeiten-Quelle genau bekannt und sehr regelmäßig ist. Noch muß das neue Verfahren beträchtlich verbessert werden, wenn es tatsächlich eine Alternative zu bewährten Methoden werden soll. Nichtperiodische ozeanische Zirkulationen lassen sich anhand ihres Magnetfeldes bisher nicht erkennen. Mit dem Test könnte man künftig den Feldanteil, der aus der Erdkruste und Teilen des Erdmantels stammt, besser von den ozeanischen Einflüssen trennen. Damit wäre es möglich, Temperatur und Struktur dieser Regionen präziser zu bestimmen.
Satellit spürt ozeanische Magnetfelder auf
Spektrum der Wissenschaft ; 10 ; 14-16
2003
3 Seiten, 2 Bilder
Article (Journal)
German
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