Erde: Extrem kurze Umpolung des Erdmagnetfelds

astronews.com Redaktion

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Magnetische Untersuchungen an Sedimentbohrkernen aus dem Schwarzen Meer belegen, dass vor 41.000 Jahren, also während der letzten Eiszeit, ein Kompass am Schwarzen Meer nach Süden statt nach Norden gezeigt hätte. Allerdings währte diese Phase nur kurze Zeit. Während der Magnetfeldumpolungen war die Erde der kosmischen Strahlung deutlich stärker ausgesetzt. (17. Oktober 2012)

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M

Maria49

Gast
Mich würde sehr interessieren, inwieweit diese Ereignisse Einfluss auf die Evolution genommen haben.

Gruß Maria
 

mac

Registriertes Mitglied
Hallo Maria,

Mich würde sehr interessieren, inwieweit diese Ereignisse Einfluss auf die Evolution genommen haben.
wahrscheinlich gar keinen.

Das Magnetfeld der Erde lenkt ‚nur‘ elektrisch nicht neutrale Partikel (meistens Protonen und Elektronen) ab. Ein nicht unerheblicher Teil davon trifft die Atmosphäre trotzdem in den Polarregionen (Polarlichter)

Die Atmosphäre selber ist aber ausreichend dicht, um diese sonst vom Magnetfeld abgelenkten Partikel so weit abzubremsen, daß sie nicht mehr genug Energie haben, um unser Erbgut zu schädigen.* Der Löwenanteil dieser Partikel stammt aus dem Sonnenwind und hat keine sehr hohen Geschwindigkeiten (die Protonen sind zwischen 300 und 900 km/s schnell) Aus den Tiefen des Weltalls allerdings erreichen uns auch (aber sehr viel seltener) erheblich energiereichere (schnellere) Partikel, die je nach ihrer Energie vom Magnetfeld kaum noch beeinflußt werden. Auch diese sehr energiereichen Partikel werden von unserer Atmosphäre zum allergrößten Teil abgefangen.

Auf lange Sicht (viele Millionen Jahre) schützt das Magnetfeld unsere Atmosphäre aber vor der Erosion durch den Sonnenwind.

Im technischen Bereich (sehr große Antennen, wie es z.B. sehr lange Überland-Stromleitungen auch sind) würde es, besonders bei hoher Sonnenaktivität, aber durchaus zu Beeinträchtigungen kommen, denen man allerdings auch mit technischen Maßnahmen präventiv begegnen könnte.

Herzliche Grüße

MAC

Allgemein verständliche Literatur dazu:
http://de.wikipedia.org/wiki/Reichweite_(Teilchenstrahlung)
http://de.wikipedia.org/wiki/Polarlicht
http://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenwind#Auswirkungen_des_Sonnenwinds
http://de.wikipedia.org/wiki/Ionisation
http://de.wikipedia.org/wiki/Kosmische_Strahlung


*Die Schädigung/Veränderung des Erbgutes geschieht in diesem Zusammenhang dadurch, daß zur Ionisation fähigen Partikel (weil sie eben so schnell = energiereich sind), wenn sie auf die Moleküle unseres Körpers treffen, Atome ionisieren und damit die chemischen Verbindungen an denen diese Atome beteiligt waren, durcheinander bringen. Passiert das im Zellkern, im Erbgut, dann stirbt die betroffene Zelle bei ihrer nächsten Teilung meistens ab. Ganz selten (bezogen auf die Häufigkeit solcher Treffer) wird das Erbgut der betroffenen Zelle dadurch aber auch ‚nur‘ verändert -> Es entsteht eine mutierte Zelle. Einige dieser Mutationen können auch zur Folge haben, daß diese Zelle und ihre Nachkommen sich unbegrenzt weiter teilen -> Tumor. Die biologische Antwort auf diesen Vorgang sind Reparaturmechanismen, die den größten Teil der Schädigungen des Erbgutes reparieren können.
 
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Monod

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@ Maria49:

Konkret ist mir dazu nichts bekannt. Denkbar ist allerdings, dass sich bei einem verstärkten Strahlungsstrom die Mutationsrate erhöhte. Das wiederum erhöht einerseits die Ausfallrate durch Wegsterben der Träger schädlicher Mutationen, andererseits erhöht es die Variationsbreite von Populationen, wenn neutrale oder günstigere Mutationen konserviert werden. Bei erhöhtem Selektionsdruck vergrößern sich damit die Überlebens-Chancen und ermöglichen nach dem Engpass einen neuen Evolutionsschub, der u.a. zur Artaufspaltung hin zu zwei neuen Arten führen kann, die ihrerseits weiter divergieren können.

Aber das ist nur rein theoretisch der übliche Werdegang. Konkret weiß ich nichts darüber, dass jemals eine Korrelation zwischen Umpolungsereignissen und Evolutionsschüben hergestellt werden konnte. Der Zeitpunkt von vor 41.000 Jahren deckt sich in etwa mit dem Aussterben der Neandertaler und dem Einsetzen der paläolithischen Revolution. Da im Artikel zudem noch der Ausbruch der Phlegräischen Felder und damit verbundene Klimaschwankungen erwähnt werden, besteht möglicherweise ein Zusammenhang mit der Entwicklung der menschlichen Kultur, aber das ist rein spekulativ.

Monod
 

Bynaus

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Es gibt deshalb keinen Zusammenhang, weil das Magnetfeld nicht sehr gut darin ist, hochenergetische Strahlung aus dem interstellaren Raum abzulenken bzw. abzufangen: es ist zu schwach, um derart energiereiche Partikel effektiv abzulenken. Das übernimmt weitgehend die Atmosphäre (durch Kollisionen), und die war vor 41000 Jahren genauso da wie heute. Die Rolle der Atmosphäre wird auch dadurch deutlich, dass die Strahlung in der Erdumlaufbahn (etwa in der ISS) viel höher ist, obwohl die ISS weit innerhalb des Erdmagnetfeldes kreist.

Das Magnetfeld der Erde lenkt stattdessen vorwiegend die nicht ganz so energetischen Partikel der Sonne zu den Polen hin ab. Wäre es nicht da, würden die Partikel stattdessen ebenfalls von der Atmosphäre aufgefangen. Da dieser solare Partikelstrom (den man mit den noch energieärmeren Partikeln des Sonnenwindes zusammenfassen könnte) aber relativ stark ist (viele Partikel pro Zeiteinheit), würden diese Partikel ohne das Magnetfeld langfristigdie Atmosphäre erodieren, ähnlich wie das heute beim (magnetfeldlosen) Mars beobachtet wird. Das Magnetfeld schützt also vorwiegend die relativ dünne Atmosphäre der Erde vor der Erosion durch die energetischen Partikel des Sonnenwindes. Und es schützt Mensch und Maschinen in erdnahen Orbits vor den meisten Partikeln der Sonnenstürme.
 
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