Magdeburg l Um irdische Polarlichter zu beobachten, sind derzeit Reisen in den Norden Skandinaviens, Islands, Kanadas oder nach Tasmanien, Neuseeland und in die Antarktis notwendig. Unsere Vorfahren, die vor etwa zwei Millionen Jahren das Laufen auf zwei Beinen erlernten, könnten Polarlichter vermutlich auch in Afrika gesehen haben. Aufzeichnungen aus dieser Vergangenheit gibt es zwar nicht. Allerdings fnden Forscher geologische Beweise dafür, dass sowohl die Stärke des magnetischen Dipolfeldes als auch dessen Lage sich häufig veränderten.

In der Erdgeschichte gab mehrfach Feldabschwächungen von zum Teil mehr als 90 Prozent und sogar Polumkehrungen“, sagt Dr. Jürgen Matzka, Leiter des geomagnetischen Observatoriums Niemegk am Deutschen GeoforschungsZentrum GFZ. Die bisher letzte derartige Feldumkehr fand vor etwa 780.000 Jahren statt. In längeren Zeiträumen gab es auch Perioden von 20 Millionen Jahren und mehr, während derer die Feldstärke zwar schwankte, aber keine Polumkehr auftrat.

Polumkehr in nur einem Menschenleben?

Vor etwa zwei Jahrzehnten hat der inzwischen emeritierte Göttinger Geophysiker Horst-Ulrich Worm darauf hingewiesen, dass einige Feldumkehrungen in der Vergangenheit sehr schnell – vielleicht innerhalb nur eines Menschenlebens – stattgefunden haben könnten. Einige neuere paläomagnetische Daten unterstützen diese Hypothese, gelten unter Geowissenschaftlern aber zugleich als umstritten. Seit dem Jahr 1840 registrieren Geophysiker eine Verschiebung des geomagnetischen Nordpols von den Prince of Wales-Inseln im Norden Kanadas in Richtung Sibirien. Die Geschwindigkeit der Polwanderung ist für geologische Phänomene sehr groß. Sie beträgt derzeit etwa vierzig Kilometer pro Jahr. Gleichzeitig wird seit etwa einem Jahrhundert eine Schwächung des Dipolfeldes um zehn bis 20 Prozent registriert. „Das Ausmaß der Feldabschwächung ist beachtlich“, so Matzka.

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Was wären die Folgen einer Dipolumkehr? In der vergangenen rund 150 Millionen Jahren gab es etwa alle 500 000 bis 200.000 Jahre eine Polumkehr. Globale Artensterben sind diesen Ereignissen nicht eindeutig zuzuordnen. Möglicherweise sind die Folgen auf den alljährlichen Vogelzug gering, da Zugvögel sich auf ihren Interkontinental-Flügen nicht allein auf ihren Magnetkompass verlassen.

Ein größeres Problem könnte die Menschheit bekommen. Ein geschwächtes Erdmagnetfeld kann nicht so gut vor Sonnenstürmen schützen. Dadurch bedroht sind kommerzielle Mikrochips in Satelliten. Besonders gefährdet sind geostationäre Telekommunikations-Satelliten in 36.000 km Höhe. Ein Ausfall der Satellitentechnik könnte zu globalen wirtschaftlichen Krisen führen.

Außerdem könnte es künftig häufiger zu Überspannungen in Stromleitungen kommen, die bis zum Zusammenbruch von Netzen in Europa und Nordamerika führen. Im schlimmsten Fall könnten Millionen Menschen in einer kalten Wohnung, ohne Strom und ohne Kommunikation, festsitzen.

Gestörte Kommunikation

Diese Gefahren bestehen auch schon heute, wenn sehr starke Sonnenstürme auftreten, so Dr. Matzka, was zum Glück selten ist. Das letzte wirklich große Ereignis liegt ein halbes Jahrhundert zurück , als es nur wenige Satelliten und keine Mikroelektronik gab.

Wie schnell es zu einer Abschwächung des magnetischen Dipolfeldes der Erde und einer Polumkehr kommt, können Wissenschaftler derzeit nicht sicher vorhersagen. „Unsere Modelle lassen bestenfalls zukünftige Aussagen über eine Zeitdauer von wenigen Jahrzehnten zu“, argumentiert Professor Dr. Ulrich Christensen, Direktor der Abteilung Planeten und Kometen am Max Planck Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen.

Zukunftsprognosen extrem unsicher

Unmittelbare Sorgen vor den Folgen einer unmittelbar bevorstehenden Polumkehr seien aber unbegründet, so Matzka. Erst bei Feldabschwächungen ab 50 Prozent und mehr steigt die Wahrscheinlichkeit einer Polumkehr und das Risiko eines vorübergehenden Verlustes des magnetischen Schutzschildes der Erde. Einige paläomagnetische Daten belegen allerdings, dass selbst nach 90 prozentiger Feldabschwächung die Polumkehr nicht zwingend erfolgen muss. Die Gründe sind unverstanden.

Nach neuesten Untersuchungen, die deutsche und französische Forscher in der vergangenen Woche in der Zeitschrift „Nature“ veröffentlichten, trägt der über dem flüssigen Erdkern gleitende feste Erdmantel zu den Beobachtungen bei. Die Forschergruppe um die Professorin Carmen Sanchez-Valle von der Universität Münster schlussfolgert aus den Beobachtungen und Berechnungen, dass die Wanderungsroute der Magnetpole teilweise auch vom Erdmantel beeinflusst werden. Das macht Zukunftsprognosen noch komplizierter als bislang schon angenommen.