Erdmagnetismus und Wirkung der Wünschelrute. Untersuchung von Geodynamo, Deklination und Polsprüngen

Livre Spécialisé , 2022 , 61 Pages

Physique - Autres

Die vorliegende Arbeit gliedert sich in zwei Teile. Im ersten Teil geht es um den Magnetismus der Erde, der Planeten und der Sonne. Vom Magnetismus im Allgemeinen gibt es klare Vorstellungen, aber die Ursache des Erdmagnetismus ist unbewiesen. Der Magnet Erde besitzt wie jeder andere einen Nord- und einen Südpol, deren Lagen sich angeblich hin und wieder vertauschten. Er würde von einem Dynamo im Inneren der Erde erzeugt. So lauten unzählige Informationen auf tausenden ähnlichen Seiten im Internet und in der Fachliteratur. Beschrieben wird der Erdmagnetismus von Astronomen, Geophysikern oder allgemeinen Physikern wie zum Beispiel von Birkeland, Angenheister, Elsasser, Bullard, aber keinen Elektrophysikern.

Andererseits interessieren sich die Elektrophysiker kaum für die Geophysik. Daran hat sich leider bis heute nichts geändert. Tatsache ist, dass die Thesen von Polsprung und Geodynamo auf Fehlinterpretationen beruhen und nicht funktionieren. Die vorliegende Arbeit stellt einen Lösungsansatz für den Erdmagnetismus vor, der mit den Grundgesetzen der Elektrophysik übereinstimmt. Es wird nachgewiesen, woher die Magnetfelder der Erde, der Planeten sowie der Sonne kommen, was zur Deklination führt und dass Polsprünge unmöglich sind. Im zweiten Teil geht es um den Magnetismus der Erde und die Wirkung der Wünschelrute. Die Wahrscheinlichkeit mit der Wünschelrute Wasser zu finden ist möglich und mit Messungen der magnetischen Intensität nachweisbar.

Es geht hier um den Diamagnetismus als Ursache für die Wirkungsweise der Wünschelrute im Detail. Wikipedia behauptet, oberhalb unterirdischer Flussläufe gäbe es keinerlei Veränderungen im Erdmagnetfeld. Die Benennung Wünschelrute steht im Folgenden symbolisch für jede Art von Wünschelruten, seien es Einhand-, Winkel-, V- oder Vertikalruten. Ausgenommen sind alle Pendel, weil diese dem Carpenter-Effekt oder Kohnstamm-Effekt unterliegen. Es wird auch der Begriff Radiästhesie nicht verwendet, weil keine Strahlung jeglicher Art auf das Funktionieren der Wünschelrute Einfluss hat. Anlass dieser Arbeit sind Erfahrungen als Assistent von David Johnson (USA) beim Rutengehen in Peru und Arizona, damals noch ohne Kenntnis der tatsächlichen Wirkungsweise der Wünschelrute. Im zweiten Teil der Arbeit geht es deshalb um die Wirkungsweise der Wünschelrute.

Inhaltsverzeichnis

Teil 1: Über den Magnetismus der Erde, der Planeten und der Sonne
1. Einleitung
2. Der Geodynamo (GD)
2.1 Die Entwicklung von Larmor bis zur Gegenwart
2.2 Gegenwärtige Darstellungen des GDs
2.3 Die Unmöglichkeit des GDs in Bezug auf …
2.3.2 … elektrischen Strom im Erdinneren (Merkmale 6 bis 8)
2.3.3 … die Induktion im Erdkern (Merkmal 4 bis 8)
3. Die tatsächliche Entstehung des Erdmagnetfeldes
3.1 Allgemeines
3.2 Das Urmagnetfeld
3.3 Das Folgemagnetfeld
3.4 Das geregelte, rezente Magnetfeld – der Plasmadynamo
4. Die Deklination
5. Polsprünge
5.1 Gegenwärtige Darstellungen
5.2 Besonderheiten des Verhaltens von Materie im Magnetfeld
5.3 Die Unbestimmbarkeit der historischen Polarität
5.4 Beurteilung einiger Behauptungen der Polumkehr
5.5 Die elektrophysikalische Unmöglichkeit der Polsprünge
6. Der Plasmadynamo im Sonnensystem
6.1 Allgemeines
6.2 Der Magnetismus der Planeten
6.3 Der Magnetismus der Sonne
7. Zusammenfassung
Literaturnachweis

Teil 2: Über den Magnetismus der Erde und der Wirkung der Wünschelrute
1. Einleitung
2 Grundsätze
3. Die Besonderheiten von Wasser
3.1 Wasseradern (Aquifers)
3.2 Der Einfluss des Erdmagnetismus auf Wasser
4. Beobachtungen und Messungen
5. Zusammenfassung

Literaturnachweis

Teil 1: Über den Magnetismus der Erde, der Planeten und der Sonne

1. Einleitung

Vom Magnetismus im Allgemeinen gibt es klare Vorstellungen, aber die Ursache des Erdmagnetismus ist unbewiesen. Der Magnet Erde besitzt wie jeder andere einen Nord- und einen Südpol, deren Lagen sich angeblich hin und wieder vertauschten. Er würde von einem Dynamo im Inneren der Erde erzeugt. So lauten unzählige Informationen auf tausenden ähnlichen Seiten im Internet und in der Fachliteratur. Beschrieben wird der Erdmagnetismus von Astronomen, Geophysikern oder allgemeinen Physikern wie zum Beispiel von Birkeland, Angenheister, Elsasser, Bullard, aber keinen Elektrophysikern. Andererseits interessieren sich die Elektrophysiker kaum für die Geophysik. Daran hat sich leider bis heute nichts geändert. Tatsache ist, dass die Thesen von Polsprung und Geodynamo auf Fehlinterpretationen beruhen und nicht funktionieren.

Die vorliegende Arbeit stellt einen Lösungsansatz für den Erdmagnetismus vor, der mit den Grundgesetzen der Elektrophysik übereinstimmt. Es wird nachgewiesen, woher die Magnetfelder der Erde, der Planeten sowie der Sonne kommen, was zur Deklination führt und dass Polsprünge unmöglich sind.

2. Der Geodynamo (GD)

2.1 Die Entwicklung von Larmor bis zur Gegenwart

Die oft zu lesende Behauptung, dass es über die Entstehung des Erdmagnetfeldes verschiedene Theorien gäbe, erscheint zunächst plausibel. Bei genauerer Betrachtung findet man jedoch nur eine einzige Theorie, nämlich die des Geodynamos. Sie wurde erstmals 1919 von Larmor aufgestellt. Er vermutete anfänglich, dass das solare Magnetfeld auf einen Dynamo-Effekt im Inneren der Sonne beruhe. Elsasser und Bullard haben diese Idee 1939 auf irdische Verhältnisse übertragen. 1958 zeigten Backus und Herzenberg theoretisch, dass für das Erdmagnetfeld mathematische Lösungen eines Induktionsflusses existieren. Bis in die Gegenwart – also 100 Jahre nach Larmor – hat sich jedoch an der Theorie eines Dynamos im Inneren der Erde nichts geändert. Aber sie wurde nie bewiesen.

Im Folgenden wird anstelle Geodynamo oder Dynamotheorie die Abkürzung GD verwendet.

2.2 Gegenwärtige Darstellungen des GDs

Nachstehend aufgeführte Merkmale des GDs, entstammen aus umfangreichem Quellenstudium. Die Einteilung in Merkmale wurde wegen der besseren Übersichtlichkeit gewählt. Dabei auftretende Redundanzen ergeben sich aus den unterschiedlichen Sichtweisen. Die Reihenfolge stellt keine Wertung dar. Auf eine Zuordnung zu Quellen wurde verzichtet, weil sich in allen Quellen die Aussagen ähnlich wiederholen.

Merkmal 1:Das Magnetfeld der Erde habe verschiedene Quellen. Das Hauptfeld entspränge dem Erdkern. Das Außenfeld, dessen Stärke nur ein Bruchteil des Hauptfeldes betrüge, entspränge aus den vom Sonnenwind induzierten Feldern der Ionosphäre. Das Anomalien- oder Krustenfeld, dessen Stärke ebenfalls nur ein Bruchteil des Hauptfeldes betrüge, entspränge der oberen Erdkruste. Hin und wieder findet man die Beschreibung eines vierten Feldes, das Variationsfeld, welches aus Variationen des elektrisch leitfähigen Untergrundes entspränge.

Merkmal 2:Das Feld unterläge je nach Zuordnung der Quelle zeitlich unterschiedlicher Änderungen. Es gäbe relativ geringe, aber langzeitliche Änderungen, die Säkularvariation, relativ rasche, zyklische und zufällige Änderungen sowie nahezu konstante Werte.

Merkmal 3:Das beobachtete Feld entspräche zu 90 % einer Dipolstruktur. Die restlichen 10% zeichneten sich durch ein kompliziertes Muster der Feldlinien aus, das sich besser mit Multipolen beschreiben ließe.

Merkmal 4:Das Hauptfeld entstünde durch Induktionsvorgänge im äußeren flüssigen und elektrisch leitfähigen Erdkern. Die Bewegung der elektrisch leitfähigen Schmelze induziere in einem schwachen Ausgangsmagnetfeld einen elektrischen Strom, der seinerseits ein Magnetfeld aufbaue. Dieses führe zu einer verstärkten Induktion und erzeuge das Magnetfeld der Erde.

Merkmal 5:Das Abbremsen des Erdmantels ließe den Erdkern schneller rotieren als den Mantel, was durch die Wirkung des flüssigen Kerns als reibungsarmes Medium ermöglicht würde. Dadurch würde ein elektrischer Strom induziert, der das Erdmagnetfeld hervorrufe.

Merkmal 6:Unter dem Einfluss physikalischer Kräfte entstünden schraubenförmige Strömungen im flüssigen Teil des Erdkerns, durch die das Hauptfeld der Erde erzeugt würde.

Merkmal 7:Da das Kernmaterial elektrisch leitend sei, würden Strömungen das Magnetfeld im Kern durch Induktion immer wieder erneuern, indem sie die Feldlinien um die Erdachse wickelten.

Merkmal 8:Die Flüssigkeitsbewegungen, die durch Temperaturunterschiede im Erdinneren sowie durch die Rotation der Erde angetrieben würden, könnten aus kleinen Instabilitäten ein sich selbst stabilisierendes Magnetfeld aufbauen.

Merkmal 9:Im Unterschied zum technisch realisierten selbsterregten Dynamo handele es sich beim homogenen GD um die Erzeugung von elektromagnetischer Energie durch Bewegungen in einem einfach zusammenhängenden Gebiet homogener Leitfähigkeit. Ein bekanntes Beispiel sei der Scheibendynamo. Der in einem einfach zusammenhängenden Gebiet mit annähernd konstanter Leitfähigkeit realisierte homogene Dynamo funktioniere im Prinzip genauso wie der Scheibendynamo. Dieser würden wegen der Bewegung in einem anfangs vorhandenen, sehr schwachen Magnetfeld einen Induktionsstrom erzeugen, der mittels positiver Rückkopplung das schwache Magnetfeld verstärken würde, was wiederum zu einem stärkeren Induktionsstrom führe, der wiederum das Magnetfeld verstärke usw., bis durch einen Begrenzungseffekt ein mehr oder weniger stabiler Zustand erreicht würde. Es würde also der für die Bildung des Erdmagnetfeldes ursächliche Strom mithilfe des Erdmagnetfeldes selbst erzeugt.

Merkmal 10:Die Entstehung und Aufrechterhaltung des Erdmagnetfeldes sei ein bisher unvollständig formuliertes Problem aus der Magnetohydrodynamik, obwohl verschiedenste physikalische Wirkungsmechanismen mathematisch in Beziehung gebracht würden. In der Magnetohydrodynamik, der Theorie strömender leitender Medien in magnetischen Feldern, könne gezeigt werden, dass sich in solchen Strömungen kleinste magnetische Felder, wie sie durch Instabilitäten hervorgerufen werden, selbst verstärken können. Durch Streckung und Verwindung magnetischer Feldlinien in Strömungsfeldern entstünden zusätzliche elektrische Ströme und daraus wieder neue magnetische Felder, die die ursprünglichen verstärkten. Diese Induzierung eines magnetischen Feldes im äußeren flüssigen Kern ließe sich nach den Regeln der Magnetohydrodynamik beschreiben. Man spricht davon, dass der magnetische Fluss bzw. die Feldlinien im Medium eingefroren wären. Die Magnetfeldlinien könne man sich ihrerseits als gespannte Gummischnüre vorstellen, die sich wegen des hydrostatischen Drucks gegenseitig abstoßen würden.

Merkmal 11:Dass eine rotierende, elektrisch leitende Flüssigkeit ein sich selbst stabilisierendes Magnetfeld erzeugt, konnte im Forschungszentrum Karlsruhe angeblich nachgewiesen werden. Flüssiges Natrium mit einer Temperatur von 130 C wurde auf Bahnen gezwungen, die den vermuteten Bewegungen im flüssigen Erdkern entsprächen. Damit sei es weltweit zum ersten Mal gelungen, das Erdmagnetfeld im Labor zu simulieren.

Merkmal 12:Das Magnetfeld biete Schutz vor energiereicher kosmischer Strahlung und dem Sonnenwind. Die geladenen Teilchen würden entlang der Magnetfeldlinien um die Erde herum gelenkt. Lediglich an den Polgebieten könnten vermehrt Anteile dieser Teilchenschauer in die Erdnähe gelangen. Dort erzeugten sie in Wechselwirkung mit den oberen Schichten der Erdatmosphäre die Polarlichter. Die Feldlinien würden durch den Sonnenwind auf der sonnenzugewandten Seite relativ dicht an die Erde gedrückt und auf der sonnenabgewandten Seite in den Weltraum hinausgezogen.

2.3 Die Unmöglichkeit des GDs in Bezug auf …

2.3.1 … das Erdmagnetfeld insgesamt (Merkmale 1 bis 3)

Die Natur äußert sich physikalisch gesehen bekanntermaßen als eine räumliche Gesamtheit. Es wirken gleichzeitig magnetische und elektrische Kräfte sowie die Gravitation. Insofern umgibt die Erde ein Kontinuum verschiedener Felder, die an jedem Punkt im Raum eine bestimmte Richtung und einen bestimmten Betrag aufweisen. Dasselbe gilt natürlich auch für das Magnetfeld. Wenn nun alle möglichen Richtungen und Feldstärken gemessen werden (und sie wurden reichlich gemessen), kann daraus ein räumliches Abbild des Gesamtfeldes erstellt werden. Was aber nicht gemessen werden kann, ist der Anteil einer einzelnen Quelle am Gesamtfeld, zum Beispiel der Anteil des Außenfeldes. Dass das Außenfeld in der Hauptsache dem Erdkern entspringen würde, ist lediglich eine willkürliche Behauptung. Gleichermaßen kann man nicht den Anteil einzelner Quelle der zeitlichen Variation des Magnetfeldes zuordnen.

2.3.2 … elektrischen Strom im Erdinneren (Merkmale 6 bis 8)

Die Aussage, dass im Erdinneren Ströme fließen würden, weil es flüssig und hoch leitfähig sei, findet man oft. Wie flüssig und in welchen Bahnen das Eisengemisch im äußeren Erdkern fließt, ob ringförmig oder geschraubt, sei dahingestellt. Jedenfalls kann das Fließen von Eisen nicht mit Fließen elektrischer Ladungen gleichgesetzt werden, auch wenn das flüssige Erdinnere noch so leitfähig wäre. Außerdem bewegen sich freie Elektronen in jedem Falle schneller als flüssiges Eisen. Das ist auch der Grund dafür, dass freie Elektronen, wären sie im Erdkern vorhanden, nicht in bestimmten oder unbestimmten Bahnen flössen. Sie würden sich sofort und nach allen Seiten ausbreiten. Die mittlere Ausbreitungsgeschwindigkeit von Elektronen in Metall beträgt durchschnittlich 150 km/s. Selbst wenn sie nur ein Hundertstel davon betrüge, wären die Elektronen immer noch wesentlich schneller als flüssiges Eisen jemals fließen könnte. Insgesamt wird damit deutlich, dass es für elektrischen Strom im Erdkern keinerlei Bedeutung hat, auf welchen Bahnen das Eisen fließt. Wenn irgendwoher elektrischer Strom in den leitfähigen Erdkern einträte, würde er kurzgeschlossen und könnte nichts bewirken, auch kein Magnetfeld. Selbst wenn im flüssigen Eisen elektrischer Strom fließen würde, müsste er entgegengesetzt zur Erdrotation gerichtet sein, um den magnetischen Nordpol am geografischen Südpol zu erzeugen. Diese Stromrichtung ist aber weder theoretisch vorstellbar noch praktisch gemessen worden. Was gemessen wurde ist, dass das Erdmagnetfeld geostationär rotiert. Wie soll es so entstehen? Im Erdinneren müsste demnach ein Strom mit einer höheren Geschwindigkeit als der Rotationsgeschwindigkeit fließen. Davon ist der Wissenschaft bisher nichts bekannt.

2.3.3 … die Induktion im Erdkern (Merkmal 4 bis 8)

Ungeachtet des vorigen Abschnittes muss der elektrische Strom, dessen Existenz im Erdkern die GD-Theoretiker behaupten, irgendwo herkommen. Nach Merkmal 4 induziert angeblich die sich bewegende, elektrisch leitfähige Schmelze in einem schwachen Ausgangsmagnetfeld einen elektrischen Strom, der seinerseits ein Magnetfeld aufbaut. Dieses führe zu verstärkter Induktion und erzeuge das Magnetfeld der Erde. Solche und ähnliche Behauptungen nach den Merkmalen 5 bis 9 entbehren jeglicher elektrophysikalischen Grundlage. Erstens handelt es sich hierbei um einen sogenannten Zirkelschluss, wenn die Ursache des Erdmagnetfeldes mit der Existenz eines Ausgangsfeldes begründet wird. Zweitens: Wie sollte Induktion funktionieren, wenn bereits ab einer Temperatur von etwa 650 C im Erdinneren kein Ferromagnetismus mehr existiert? Drittens würde sich der vom Ausgangsfeld induzierte elektrische Strom sofort nach allen Richtungen ausbreiten, kurzgeschlossen werden und keinen weiteren Strom induzieren. Demzufolge muss konstatiert werden, dass es keine Induktion im Erdinneren geben kann.

2.3.4 … den Scheibendynamo (Merkmal 9)

Es wird behauptet, dass ein sich selbst erregender Dynamo im Prinzip genauso funktioniere wie ein Scheibendynamo. Leider ist nichts Näheres über einen angeblich technisch realisierten, sich selbst erregenden Dynamo bekannt. Bekannt ist aber der von Faraday erfundene Scheibendynamo. Weil dieser Scheibendynamo in jedem Fall ein magnetisches Feld benötigt, um Strom zu erzeugen und umgekehrt, wurde für den GD vorgeschlagen, zwei Scheibendynamos so zu koppeln, dass jeder davon den Strom für das Magnetfeld des anderen liefern würde. Sie könnten so einen sich selbst erregenden Dynamo bilden, der seine Energie aus einer beliebigen Kraft beziehe. Solche beliebigen Kräfte würden als schwache, magnetische Felder fast überall existieren und durch den Dynamoprozess kontinuierlich verstärkt. Abgesehen von der Spekulation, dass ein solcher, sich selbst erregender Dynamo funktioniert, fehlt auf jeden Fall ein magnetisches Feld. Insofern kann auch ein gekoppelter Scheibendynamo nur funktionieren, wenn bereits ein Magnetfeld vorhanden ist. Fraglich bleibt, woher dieses kommt.

2.3.5 … die Magnetohydrodynamik (Merkmal 10)

Es wird behauptet, man könne mit der Magnetohydrodynamik die Induzierung eines magnetischen Feldes im äußeren flüssigen Kern beschreiben. Es kann schon sein, dass die Induzierung im Erdkern theoretisch beschrieben werden kann, aber ob sie praktisch existiert, ist damit nicht bewiesen. Die verschiedenen Gleichungen und Formeln der MHD enthalten mathematische Ausdrücke für elektrischen Strom sowie für magnetische Felder. Das sind aber Größen, die im Erdinneren nicht vorkommen. Für technische Anwendungen kann die MHD nützlich sein, für die Beschreibung der Ursache des Erdmagnetfeldes nicht. Darüber hinaus erscheinen folgende Darstellungen im Zusammenhang mit der MHD und des GD fragwürdig, wie man an den folgenden Auszügen sehen kann [24]:

- Die Feldlinien fließen mit dem Strom, wodurch der Name „eingefrorene Feldlinien“ entsteht.
- Durch Streckung und Verwindung magnetischer Feldlinien in Strömungsfeldern entstehen zusätzliche elektrische Ströme und daraus wieder neue magnetische Felder, die die ursprünglichen verstärken.
- Die Magnetfeldlinien kann man sich als gespannte Gummischnüre vorstellen, die sich wegen des hydrostatischen Drucks gegenseitig abstoßen.
- Die Feldlinien wickeln sich um die Erdachse.

Da Feldlinien nur gedachte Linien sind, machen sie das Alles nicht und der GD lässt sich mit solchen Aussagen auch nicht beweisen.

2.3.6 … das Erdmagnetfeld im Labor (Merkmal 11)

Wie in Merkmal 11 genannt, gelang es weltweit zum ersten Mal mit einer rotierenden, elektrisch leitenden Flüssigkeit scheinbar ein sich selbst stabilisierendes Magnetfeld zu erzeugen [37]. Flüssiges Natrium mit einer Temperatur von 130°C wurde auf Bahnen gezwungen, die den vermuteten Bewegungen im flüssigen Erdkern entsprechen würden. Zu den realen Verhältnissen der Erde und ihrem Magnetfeld besteht aber kaum eine solche Ähnlichkeit, dass man daraus irgendwelche Beweise ableiten könnte. Es stellt sich die Frage, ob das Modell den GD überhaupt repräsentiert, denn das Modell müsste den natürlichen Verhältnissen annähernd ähneln. Im Erdkern herrschen Temperaturen von über 3.000 C. Die Temperatur des flüssigen Natriums in der Modellkugel beträgt nur 130 C. Die angewendete Temperatur müsste wenigstens über der Curie-Temperatur

liegen. Weiterhin weist das Magnetfeld der Erde die Besonderheit auf, dass es großräumiger wirkt als ein künstlicher Magnet. Während sich die relativ geringe Flussdichte des Erdmagnetismus von beispielsweise 50 µT über Tausende Kilometer erstreckt, wirkt ein künstlicher Magnet mit einer Flussdichte von 1 bis 2 Tesla nur im Zentimeterbereich. Wenn also die Modellkugel ein vergleichbares Magnetfeld erzeugen würde, müsste dieses außerhalb der Kugel im Abstand von wenigen Metern messbar sein. Solche Messungen sind nicht bekannt. Weiterhin gibt es mit diesem Experiment noch das Problem, dass die Modellkugel ständig und vollständig von einem äußeren Magnetfeld umgeben ist, dem Erdmagnetfeld. Insofern verwundert es nicht, wenn innerhalb der Kugel zusätzlicher Magnetismus erzeugt wurde. Aussagekräftig wäre nur ein Experiment in einem magnetfeldfreien Raum. Insofern muss man resümieren, dass das in Karlsruhe praktizierte Modell nicht die Richtigkeit des GDs beweist.

2.3.7 … die äußere Form des Magnetfeldes (Merkmal 12)

Einerseits besteht in der Fachwelt Konsens darüber, dass das Erdmagnetfeld im Wesentlichen als Dipolfeld angesehen werden kann, es die Erde vor Strahlungen schützt und eine größere Menge geladener Teilchen die Polarlichter erzeugt. Andererseits wird behauptet, dass die Feldlinien durch den Sonnenwind auf der sonnenzugewandten Seite relativ dicht an die Erde gedrückt bzw. auf der sonnenabgewandten Seite in den Weltraum hinausgezogen würden. Vermutlich sind nicht die Feldlinien gemeint, sondern das Feld selbst. Ungeachtet der Beschreibung, ob Feld oder Feldlinien, stimmen die Verhältnisse nicht. Das Magnetfeld beinhaltet als Kraftwirkung keine Partikel und damit keine Masse. Deshalb kann es auch nicht vom Sonnenwind verschoben werden. Bekannt ist, dass die magnetische Kraftwirkung durch alle Stoffe hindurchgeht, also auch durch den Sonnenwind. Daraus folgt, dass nicht die geladenen Teilchen des Sonnenwindes das Magnetfeld an die Erde drücken bzw. in den Weltraum hinausziehen, sondern umgekehrt. Warum das so ist, folgt aus der Lorentzkraft, nach der bewegte Ladungen im Magnetfeld nicht das Magnetfeld ablenken, sondern das Magnetfeld die Ladungen ablenkt.

3. Die tatsächliche Entstehung des Erdmagnetfeldes

3.1 Allgemeines

Die nachstehenden Ausführungen gehen nicht davon aus, das Magnetfeld damit zu erklären, dass irgendwoher gekommene magnetische Störungen oder irgendein undefiniertes, schwaches, magnetisches Anfangsfeld durch ebenso undefinierte Selbstinduktion das Magnetfeld erzeugen würden. Im Folgenden wird deshalb von einem Magnetismus = Null ausgegangen. Die einzelnen Zustände Urmagnetfeld, Folgemagnetfeld und geregeltes, rezentes Magnetfeld existieren nur symbolisch zum besseren Verständnis der Entstehung und beinhalten keine Zeitabschnitte. Obwohl die Entstehung des Erdmagnetismus seit Elsasser (1938) immer nur im Erdinneren postuliert wurde, hat Birkeland (1903) die Ansicht vertreten, dass von der Sonne ausgehende Strahlen die Ursache der Polarlichter und äquatorialer Ringstrome weit außerhalb der Atmosphäre sind. Mithilfe entsprechender Experimente, das Polarlicht künstlich zu erzeugen. Es gelang ihm der praktische Nachweis, dass Elektronen der Sonne um die Erde herum Ringströme bilden, der durch Størmer theoretisch untermauert wurde [28]. Sowohl die Polarlichter als auch den Ringstrom betrachtete man in der Folgezeit als eine von der Sonne kommende Störung des Erdmagnetfeldes, ohne sich diese als die Ursache des Erdmagnetfeldes zu denken. Im Gegensatz dazu, bilden die Erkenntnisse von Birkeland und Størmer die Grundlage für folgende Ausführungen.

3.2 Das Urmagnetfeld

Um die tatsächlichen Entstehung des Erdmagnetfeldes zu ergründen, muss man gedanklich bei einem Zustand der Erde beginnen, als es noch keinen Magnetismus gab. Man stelle sich vor, die Erde kreiselt zuerst ohne Magnetfeld um die Sonne und wird von ihr beschienen. Der Sonnenschein ist nicht nur Schein, sondern eine Gesamtheit verschiedener Strahlung. Den Hauptteil dieser Strahlung bildet der so genannte Sonnenwind mit seinen elektrischen Ladungen. Bis zur Erde fliegen die Ladungen gemischt und ungestört von äußeren Einflüssen oder gegenseitigen Wirkungen mit durchschnittlich 400 km/s auf im Wesentlichen geraden Bahnen. In der Nähe der Erde ändern sich die Flugverhältnisse grundsätzlich. Die unterschiedlichen Ladungen werden getrennt. Während die schweren, magnetisch schwachen Protonen aus einem größeren Raum als dem Erddurchmesser von der Gravitation der Erde eingefangen werden, bilden die leichten, magnetisch starken Elektronen eine über der Sonnenseite der Erde schwebende Stauwolke. Diese Konstellation entspricht der eines Elektromagneten, weil:

- die Protonen nahe der Erdoberfläche als Magnetkern mit der Erde mit rotieren;
- die Elektronen in Form der Elektronenwolke mit Abstand um diesen Magnetkern herum angehäuft sind, und nach Einstein es gleichgültig ist, ob sich die Elektronen in Ruhe befinden und sich der Kern bewegt, oder ob sich die Elektronen um einen sich in Ruhe befindlichen Kern bewegen.

Das bedeutet, wenn man sich die Erde in Ruhe seiend vorstellt, dass sie von einem Strom geladener Teilchen von Osten nach Westen mit viel mehr als 0,5 km/h umströmt wird wie von einem Stromring. Da ein Ringstrom immer ein Magnetfeld erzeugt, entsteht so ebenfalls ein Magnetfeld quer zur umströmten Fläche. Aus der Richtung des Ringstromes von Osten nach Westen ergibt sich die Feldrichtung – magnetischer Nordpol am geografischen Südpol.

[...]

• Auteur: Carl Niemann (Auteur)
• Année de publication: 2022
• Pages: 61
• N° de catalogue: V1181053
• ISBN (PDF): 9783346602930
• ISBN (Livre): 9783346602947
• Langue: allemand
• mots-clé: Deklination, Diamagnetismus, Erdmagnetfeld, Geodynamo, Lorenzkraft, Permeabilität, Plasmadynamo, Polsprung, Ringstrom, Sonnenwind, Van-Allen-Gürtel, Wünschelrute