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Wenn Sie sich von den spektakulären Nordlichtern blenden lassen möchten, dann beobachten Sie den Himmel am besten im Bereich des Nordpols. Aber das war vor 41 Jahren nicht so, als die Aurora Borealis (Auroras) infolge einer Störung des Erdmagnetfelds auf den Äquator zusteuerten. Während dieser geomagnetischen Störung, die als Lachamp-Ereignis oder Lachamp-Exkursion bekannt ist, schwächten sich die Nord- und Südmagnetfelder des Planeten ab, und das Magnetfeld wurde um seine Achse geneigt und auf einen Bruchteil seiner früheren Stärke reduziert. Dies schwächte die magnetische Anziehungskraft, die normalerweise einen Strom hochenergetischer Sonnenteilchen zum Nord- und Südpol lenkt, wo sie mit atmosphärischen Gasen interagieren und den Nachthimmel als Nord- und Südlicht erhellen.
Es dauerte etwa 1 Jahre, bis das Magnetfeld zu seiner ursprünglichen Stärke und Neigung zurückkehrte. Während dieser Zeit bewegten sich die Polarlichter in subäquatoriale Breiten, wo sie normalerweise nicht zu sehen sind. Diese Periode intensiver geomagnetischer Veränderungen könnte auch Veränderungen in der Erdatmosphäre geprägt haben, die die Lebensbedingungen in einigen Teilen des Planeten beeinflusst haben, sagte Hauptautorin Agneet Mukhopadhyay, Doktorandin am Department of Climate and Space Sciences an der University of Michigan AGU-Konferenz.
Das Magnetfeld der Erde entsteht im Prozess der Rotation des geschmolzenen Kerns unseres Planeten. Das Schwappen von Metall in der Nähe des Erdmittelpunkts und die Rotation des Planeten erzeugen zusammen magnetische Pole auf der Oberfläche im Norden und Süden, magnetische Feldlinien, die die Pole in gewundenen Bögen verbinden. Sie bilden eine Schutzzone, auch Magnetosphäre genannt, die den Planeten vor radioaktiven Partikeln aus dem All und dem Sonnenwind schützt.
Auf der der Sonne zugewandten Seite der Erde (auf die das Hauptgewicht des Sonnenwindes fällt) wird die Magnetosphäre auf etwa das 6-10-fache des Erdradius komprimiert. Auf der Nachtseite der Erde erstreckt sich die Magnetosphäre in den Weltraum und kann Hunderte von Erdkilometern erreichen. Aber vor etwa 41 Jahren fiel die Stärke der Magnetosphäre „auf fast 4 % der modernen Werte“ und neigte sich zur Seite. "Mehrere Studien in der Vergangenheit gingen davon aus, dass die Magnetosphäre auf der Tagesseite vollständig verschwand", sagte Mukhopadhyay.
Wissenschaftler verwendeten eine Kette verschiedener Modelle, um dieses Ergebnis zu entdecken. Zunächst speisten sie Daten über den Magnetismus des Planeten aus alten Gesteinsablagerungen sowie vulkanische Daten in eine Simulation des Magnetfelds während des Laschamp-Ereignisses ein. Sie kombinierten diese Daten mit Simulationen der Wechselwirkung der Magnetosphäre mit dem Sonnenwind und speisten diese Ergebnisse dann in ein weiteres Modell ein, das den Ort, die Form und die Stärke der Polarlichter berechnete, indem es die Parameter der Sonnenpartikel analysierte, die die Polarlichter erzeugen, wie z B. Ionendruck, Dichte und Temperatur. Während eines Ereignisses, das das Magnetfeld der Erde über 1 Jahre lang störte, bewegten sich Phänomene wie dieses weit weg von ihren üblichen Orten in nördlichen Breiten.
Das Team fand heraus, dass die Magnetosphäre während des Lachamp-Ereignisses zwar auf etwa das 3,8-fache des Erdradius schrumpfte, aber nie vollständig verschwand. In dieser Zeit verlagerte sich die magnetische Stärke der Pole, die sich zuvor im Norden und Süden befanden, in äquatoriale Breiten – und die Polarlichter folgten ihnen.
Frühere Studien legten nahe, dass das Laschamp-Ereignis vor 41 Jahren die Existenz der prähistorischen Erde beeinflusst und den Planeten in eine ökologische Krise gestürzt haben könnte, und neue Modelle deuteten an, dass ein solches Ergebnis „wahrscheinlich“ sei, sagte Mukhopadhyay. Anfang dieses Jahres fanden andere Forscher heraus, dass eine geschwächte Magnetosphäre leicht von Sonnenwinden durchdrungen werden würde, was zu Ozonabbau, Klimaschocks und Aussterben führen würde – vielleicht sogar zum Aussterben der Neandertaler in Europa beitragen würde.
Während ihre Ergebnisse keinen kausalen Zusammenhang zwischen Laschamps-Magnetfeldänderungen und schwerwiegenden Umweltfolgen für die Erde beweisen, bieten die Modelle Ideen für zukünftige Forschungen, die einen solchen Zusammenhang herstellen könnten.
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