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Thema: Umpolung des Erdmagnetfeldes

  1. #11
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    Sehr interessanter und ausführlicher Artikel. Leider geht er nich besonders auf die Auswirkungen für die Erde ein, wenn der Polsprung stattfindet. In Wikipedia finden sich hier zumindest ein paar Zeilen:
    http://de.wikipedia.org/wiki/Erdmagnetfeld
    Während der Phase der Umpolung wäre die Erde dem Sonnenwind etwas stärker ausgesetzt. Das korrespondiert mit der Beobachtung, dass in den entsprechenden Sedimentschichten gehäuft ein Artenwechsel von Kleinorganismen festgestellt werden konnte. Möglicherweise war daher die Oszillation des Erdmagnetfeldes und die damit einhergehenden DNS-Mutationen durch hochenergetische Strahlung ein Schrittmacher und zugleich bedeutender Antrieb der Evolution. Allerdings entstehen wohl durch die Wechselwirkung der Ionen des Sonnenwindes in der Ionosphäre magnetische „Schläuche“ (Filamente), die von der sonnenzugewandten Seite zur Schattenseite der Erde führen[1]. Diese Selbstmagnetisierung führt zu einer magnetischen Abschirmung von ähnlicher Wirkung wie das heutige Magnetfeld.
    Und etwas weiter unten:
    http://de.wikipedia.org/wiki/Erdmagn...feld_und_Klima Obwohl auf den ersten Blick bei einer spontanen Umpolung sich nichts Wesentliches am Erdmagnetfeld ändert – der Südpol ist dann dort, wo jetzt der Nordpol ist, und umgekehrt – ist doch bei einem tausende Jahre dauernden Umpolungs- bzw. Wanderungsprozess mit einer globalen Klimaänderung zu rechnen.

    Da bei einer Änderung der Lage und Struktur des abschirmenden Magnetfelds auch vermutlich eine Verminderung der Stärke desselben eintritt (s. o.), wird dann durch die erhöhte Einfallsmenge energiereicher Strahlung die neutrale Atmosphäre ionisiert. Dieser solare Partikelstrom könnte bei nicht vorhandenem bzw. verringertem Erdmagnetfeld vergleichsweise ungehindert in erdnähere Schichten (einige 10 km Höhe) eindringen und möglicherweise auch direkt thermische Veränderungen bewirken.

    Chemische Reaktionen und Transportprozesse in der Atmosphäre führen je nach Magnetfeldkonfiguration zu einem verstärkten oder verringerten Ozonabbau, was ebenfalls Auswirkung auf die UV-Strahlung haben kann. Auch wird die Wolkenbildung durch kosmische Teilchen beeinflusst, was wiederum eine Aufheizung oder Abkühlung der Erde bewirkt. Quantitative Untersuchungen sind derzeit (2006) dazu nicht bekannt.
    Auch eine Alpha Centauri Folge beschäftigt sich mit dem Thema: Was passiert, wenn das Erdmagnetfeld verschwindet

  2. #12
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    Ups Jetzt hab ich doch glatt die gleiche Wiki Stelle Zitiert, wie Ispom im Startposting. Naja, Alzheimer ...

  3. #13
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    Hallo,

    so ein Rumgeeiere! Und noch dazu bei Wicki! Nicht zu fassen:
    Da bei einer Änderung der Lage und Struktur des abschirmenden Magnetfelds auch vermutlich eine Verminderung der Stärke desselben eintritt (s. o.), wird dann durch die erhöhte Einfallsmenge energiereicher Strahlung die neutrale Atmosphäre ionisiert. Dieser solare Partikelstrom könnte bei nicht vorhandenem bzw. verringertem Erdmagnetfeld vergleichsweise ungehindert in erdnähere Schichten (einige 10 km Höhe) eindringen und möglicherweise auch direkt thermische Veränderungen bewirken.
    da fiel mir schon mal der Unterkiefer herab. Dann wurde es aber auch gleich wieder zurückgenommen mit:
    Chemische Reaktionen und Transportprozesse in der Atmosphäre führen je nach Magnetfeldkonfiguration zu einem verstärkten oder verringerten Ozonabbau, was ebenfalls Auswirkung auf die UV-Strahlung haben kann. Auch wird die Wolkenbildung durch kosmische Teilchen beeinflusst, was wiederum eine Aufheizung oder Abkühlung der Erde bewirkt. Quantitative Untersuchungen sind derzeit (2006) dazu nicht bekannt.
    also streng nach parodierter Bauernregel: Wenn der Hahn kräht auf dem Mist, dann ändert sich das Wetter oder es bleibt wie's ist.



    Ein kleiner Vergleich dazu:

    Solarkonstante im Abstand der Erdbahn:1370 J*m^-2*s-1

    versus

    zu erwartende Strahlenbelastung durch kosmische Strahlung (Flugphase einer Marsmission) großzügig hochgerechnet auf Dosis ohne jeden Schutz 5 Sv/a. Für diese Betrachtung kann man ohne allzu großen Fehler Sv = J/kg rechnen und die Auffangfläche eines Menschen zu 1/3 m^2. Damit erhält man einen Energiefluß von 1500 J m^-2 / 31557600s, oder rund ein 30 Millionstel zusätzlicher Energie. Wenn man dann noch bedenkt, daß der UV, Röntgen und Gamma-Anteil sich um ein Magnetfeld sowieso nicht kümmern, kann man die Zusatzheizung schon etwas besser einordnen. Wenn man dann noch bedenkt, daß die Partikel vom Magnetfeld nicht abgeschirmt, sondern umgelenkt werden und z.B. wunderschöne Nordlichter produzieren, während sie ihre kinetische Energie in der Atmosphäre abbauen, dann kann man es noch besser einordnen.

    Ich könnte mir vorstellen, daß wir (wenn wir das noch erleben) überall auf der Welt sehr schöne Nordlichter sehen werden.

    Wie stark die Produktion von radioaktiven Elementen in der Atmosphäre ansteigt? Durch Elektronen jedenfalls nicht so, daß außer den Bakterien in den höchsten Atmosphäreschichten jemand was davon hat. Bei dem Protonen und Schwerionenanteil weis ich das nicht genau. C14 könnte moderat zunehmen. Finde ich aber vielleicht noch heraus.

    Zusätzliche Ionisation. Ja gibt es. Ganz ganz grob im Verhältnis der Energieanteile UV-Licht von der Sonne und Energiefluß der Strahlung.

    Herzliche Grüße

    MAC

  4. #14
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    Hallo mac
    Ich weiss nicht, was Du da rechnest, ehrlich gesagt.
    Die Strahlenbelastung ausserhalb der Atmosphäre ist nach Wiki 0,1 - 0,2 Sv/a.
    Offenbar rechnest Du mit 10 bis 20 Jahren für eine Marsmission, wenn Du von 5 Sv sprichst.
    Die mittlere Strahlenbelastung auf der Erde ist 0,3 mSv, für den Space Shuttle 100 bis 200 mSv. Das ist eine 333 bis 666 mal höhere Strahlenbelastung.
    Wie viel der Wegfall des Schutzes durch das Magnetfeld ausmacht, weiss ich nicht; aber dieser Anteil wird wesentlich grösser sein als der Wegfall der Atmosphäre; denn über 10 km Höhe bis auf ISS-Distanz nimmt die Belastung nach Wiki drastisch zu.
    Wenn Du nun aber die Zunahme der radioaktiven Strahlung mit der Solarkonstante in Beziehung setzt, die übrigens auf dem Mars kleiner ist als auf der Erde, dann vergleichst Du Birnen mit Riesenkürbisen und kommst folglich zu dem verharmlosenden Schluss:
    Damit erhält man einen Energiefluß von 1500 J m^-2 / 31557600s, oder rund ein 30 Millionstel zusätzlicher Energie. Wenn man dann noch bedenkt, daß der UV, Röntgen und Gamma-Anteil sich um ein Magnetfeld sowieso nicht kümmern, kann man die Zusatzheizung schon etwas besser einordnen.
    Dieser Vergleich der Strahlenbelastung mit der Solarkonstanten ist m. E. etwa so sinnlos wie der Vergleich der radioaktiven Wirkung einer Atombombe mit der Strahlungsenergie der Sonne.
    Gruss Orbit

  5. #15
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    Reden Nachtrag zum "alten Lumich"!

    Hi ispom,

    Zitat Zitat von ispom Beitrag anzeigen
    jetzt war ich verunsichert über die Titulierung "Lumich"
    und jetzt hast Du mich auch noch verunsichert! Weder im Duden, noch in "Wiktionary" findet sich eine Erklärung über dieses mir so geläufige Wort! - Aber Aurora hat es ja schon bestens erklärt. - Danke Dir, Aurora!

    Also, ein "alter Lumich" ist in unserer Gegend (Mitteldeutschland, wo ab und zu noch Mittelhochdeutsch gesprochen wird ) die liebevolle Bezeichnung für ein ausgekochtes Schlitzohr. Es ist auf keinen Fall ein Schimpfwort wie etwa "Luder", welches eigentlich einen "Kadaver zur Anlockung von Raubwild" bedeutet. Allerdings bin ich mir sicher, bereits in älteren Filmen den Ausdruck "so ein alter Lumich" gehört und in der Literatur (vor allem in alten Sagen- und Märchenbüchern) gelesen zu haben.

    Es gibt sogar noch einen ganz ähnlichen Begriff, der auch wieder nirgends wo nachgeschlagen werden kann, und zwar handelt es sich um das Adjektiv "luhmig". Hierzu muss ich Dich fragen, ob Dir dieser Begriff vielleicht im Zusammenhang mit Bier geläufig ist? Früher (vor der Wende) war unser Bier bei weitem nicht so lange haltbar und wenn es dann trübe wurde und sich schon erste Krümel und Flocken absetzten, dann wurde das Bier "luhmig". Man sprach dann auch davon, dass das Bier schon "luhmte" (es sah so ähnlich aus wie bayrisches, trübes Weißbier) und nicht mehr genießbar war. Es wurde dadurch säuerlich im Geschmack und konnte zu Bauchschmerzen und Durchfall führen. Hauptsächlich im Sommer fing das Bier an, schnell luhmig zu werden.

    Dass Du dann das Wort "Lumich" mit "Lumen" in Verbindung gesetzt hast ...
    Zitat Zitat von ispom Beitrag anzeigen
    Ispom - unsere Lichtgestalt
    ... kann eigentlich auch nicht so verkehrt sein, denn für uns hier bist Du eine Lichtgestalt.

    Lichtgestalterische Grüße von
    Toni
    Alle Vermehrung unseres Wissens endet nicht mit einem Schlusspunkt, sondern mit vielen weiteren Fragezeichen.
    Hermann Hesse

  6. #16
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    Zitat Zitat von Toni Beitrag anzeigen
    denn für uns hier bist Du eine Lichtgestalt.

    geschmeichelte Grüße von Ispom

    ps

    danke, Toni, das sehen aber nicht alle so
    Gruß von Ispom

  7. #17
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    Hallo Orbit,

    Zitat Zitat von Orbit Beitrag anzeigen
    Ich weiss nicht, was Du da rechnest, ehrlich gesagt.
    war auch eine etwas knapp gehaltene Erklärung.


    Zitat Zitat von Orbit Beitrag anzeigen
    Die Strahlenbelastung ausserhalb der Atmosphäre ist nach Wiki 0,1 - 0,2 Sv/a.
    Vorsicht! Außerhalb der Atmosphäre ist nicht außerhalb des Magnetfeldes.

    Zur Quelle der Berechnung siehe hier

    Das was Du, bei Deiner Interpretation, zurecht als verharmlosend verstehst,
    Zitat Zitat von Orbit Beitrag anzeigen
    Wenn Du nun aber die Zunahme der radioaktiven Strahlung mit der Solarkonstante in Beziehung setzt, die übrigens auf dem Mars kleiner ist als auf der Erde, dann vergleichst Du Birnen mit Riesenkürbisen und kommst folglich zu dem verharmlosenden Schluss...
    habe ich in diesem Zusammenhang gar nicht gemeint. Es ging mir dabei gar nicht um die Abschätzung der Strahlenbelastung, sondern um diesen Satz:
    und möglicherweise auch direkt thermische Veränderungen bewirken.
    und dabei muß ich die komplette Energie der Teilchen rechnen und nicht nur den Anteil, den sie im Körper eines Menschen im Weltall deponieren können. Daher die etwas großzügige Vervielfachung.




    Zur Strahlenbelastung: Die Belastung auf der Oberfläche durch die Primärpartikel wird sich so gut wie gar nicht ändern (das verhindert die Atmosphäre) Wie hoch die Belastung duch Sekundärprozesse (Kernanregung, Fusion und Spallationstrümmer) sein wird, ist lange nicht so einfach zu sagen wie die reine Energiebilanz. Der Spallationsprozess der durch Neutronenabspaltung am Ende C14 erzeugt, wird zwar zunehmen, aber wieviel genau, weis ich nicht. Die Teilchenenergie muß über 100 MeV liegen. Aber selbst bei einer Verzehnfachung dieses Anteils der natürlichen Strahlung ist mit einem Artensterben noch lange nicht zu rechnen.


    Zitat Zitat von Orbit Beitrag anzeigen
    Dieser Vergleich der Strahlenbelastung mit der Solarkonstanten ist m. E. etwa so sinnlos wie der Vergleich der radioaktiven Wirkung einer Atombombe mit der Strahlungsenergie der Sonne.
    Gruss Orbit
    wie gesagt, es ging dabei nur um die Abschätzung der erhöhten Energiezufuhr und die Folgen auf die Erwärmung und nicht um Strahlenbelastung.

    Herzliche Grüße

    MAC

  8. #18
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    Hallo Mac,
    darf ich aus Deinen Erklärungen schlußfolgern, daß bei einer Umpolung des irdischen Magnetfeldes dann die größten Beeinträchtigungen im Ausfall der Kompasse zu erwarten sind,
    und es keine wesentlich erhöhte strahlenbelastung für die Biospäre gibt,

    und weiterhin, daß das oft gehörte Argument gegen eine Besiedlung des Mars damit hinfällig wird
    (denn ein terraformter Mars wird eine Atmosphäre haben und die schirmt die Strahlung genau so ab wie die irdische,
    wenn auch eine etwas dünnere Atmosphäre, so ist doch auch eine größere Sonnenentfernung, die das kompensiert) ?

    fragende grüße von Ispom
    Gruß von Ispom

  9. #19
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    Hallo Ispom,

    eine gut fundierte quantitative Aussage zur Änderung der Strahlenbelastung kann ich so, aus dem hohlen Bauch heraus, nicht machen. Das Problem ist dabei nicht die primäre Strahlenbelastung durch die dann nicht mehr abgeschirmten Partikel, die wäre überhaupt nicht erwähnenswert, sondern die, durch diese Partikel induzierte Radioaktivität der verschiedenen Luftbestandteile (C14 ist da ein prominentes Beispiel)

    Schwierig ist es deshalb, weil das Magnetfeld besonders gut die niederenergetischen Bestandteile abschirmt, während die hochenergetischen zunehmend gut das Magnetfeld durchdringen (sonst hätte man sie vor dem Raumfahrtzeitalter gar nicht feststellen können) Aber gerade diese niederenergetischen Partikel sind gar nicht in der Lage Spallation auszulösen und Kernanregungen produzieren in der Regel ziemlich kurzlebige Radioaktivität.

    Eine sehr sehr grobe Abschätzung ist möglich durch den Vergleich Strahlenbelastung auf der ISS (innerhalb des Magnetfeldes) zu Strahlenbelastung während eines Marsfluges.

    Vielleicht kann jemand brauchbare Daten zur Strahlenbelastung auf der ISS rausfinden? Dann könnte man zumindest eine Größenordnung abschätzen.

    Herzliche Grüße

    MAC

  10. #20
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    Zitat Zitat von mac Beitrag anzeigen
    Eine sehr sehr grobe Abschätzung ist möglich durch den Vergleich Strahlenbelastung auf der ISS (innerhalb des Magnetfeldes) zu Strahlenbelastung während eines Marsfluges.

    Vielleicht kann jemand brauchbare Daten zur Strahlenbelastung auf der ISS rausfinden? Dann könnte man zumindest eine Größenordnung abschätzen.

    Herzliche Grüße

    MAC
    danke für die Erklärung, Mac

    für den Marsflug selbst sind ja schon viele Betrachtungen und Berechnungen angestellt worden, auch zur Abschirmung des Raumschiffes (zB einbeziehen der Wassertanks)

    und die ersten Bewohner des Mars werden wohl oder übel im Untergrund Schutz suchen ,
    aber das Terraforming, das ich als das Jahrtausendprojekt der Menschheit ansehe, sollte sicherstellen, daß die Marsianer nicht mit einm Strahlenschutzanzug outdoor gehen müssen

    strahlenschutzbesorgte Grüße von Ispom
    Gruß von Ispom

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