Solar-Windenergie leitet zum Nordpol um, überraschende Wissenschaftler
Solar-Windenergie leitet zum Nordpol um, überraschende Wissenschaftler
Anonim

Mit Informationen aus der ESA-Satellitenkonstellation Swarm haben Wissenschaftler herausgefunden, wie Energie, die durch elektrisch geladene Teilchen im Sonnenwind erzeugt wird, in die Erdatmosphäre fließt – überraschenderweise mehr davon auf den magnetischen Nordpol als auf den südlichen Magnetpol gerichtet.

Die Sonne badet unseren Planeten mit Licht und Wärme, um das Leben zu unterstützen, aber sie bombardiert uns auch mit gefährlichen geladenen Teilchen aus dem Sonnenwind. Diese geladenen Partikel können Kommunikationsnetze, Navigationssysteme wie GPS und Satelliten beschädigen. Schwere Sonnenstürme können sogar Stromausfälle verursachen, wie zum Beispiel der massive Stromausfall, der 1989 in Quebec, Kanada, auftrat.

Unser Magnetfeld schützt uns weitgehend vor diesem Angriff. Wenn wir in das solare Minimum eintreten, schwächt sich das Magnetfeld der Erde ab, sodass wir davon ausgehen können, dass Sonnenstürme einen viel größeren Einfluss haben werden. Und die Forschung legt nahe, dass sie häufiger vorkommen, als oft angenommen wird: eine Warnung aus der Geschichte: Das Carrington-Ereignis war kein Einzelfall.

Im Norden kann das Weltraumwetter schlechter sein. Das Magnetfeld der Erde, das hauptsächlich von einem Ozean aus überhitztem, wirbelndem flüssigem Eisen erzeugt wird, das den äußeren Kern etwa 3.000 km unter unseren Füßen bildet, sieht aus wie eine riesige Blase, die uns vor kosmischer Strahlung und geladenen Teilchen schützt. starke Winde, die der Anziehungskraft der Sonne entkommen und das gesamte Sonnensystem durchdringen.

Wie bei einem Stabmagneten wird das Erdmagnetfeld an der Erdoberfläche durch den Nord- und Südpol bestimmt, die frei mit der Rotationsachse zusammenfallen.

Polarlichter zeigen deutlich die Folgen der Wechselwirkung geladener Teilchen der Sonne mit dem Erdmagnetfeld.

Bisher ging man davon aus, dass die gleiche Menge elektromagnetischer Energie beide Hemisphären erreicht. Ein in Nature Communications veröffentlichter Artikel beschreibt jedoch, wie eine Studie von Wissenschaftlern der University of Alberta in Kanada anhand von Daten der ESA-Mission Swarm unerwartet herausfand, dass die vom Weltraumwetter transportierte elektromagnetische Energie eindeutig den Norden bevorzugt.

Diese neuen Ergebnisse legen nahe, dass das Magnetfeld die Erde nicht nur vor einfallender Sonnenstrahlung schützt, sondern auch aktiv die Verteilung und Übertragung von Energie in die obere Atmosphäre steuert.

Der Hauptautor des Artikels, Ivan Pahotinki, der diese Forschung im Rahmen des Brotherhood of the Living Planet-Programms der ESA durchführt, erklärt: „Da der magnetische Südpol weiter von der Erdrotationsachse entfernt ist als der magnetische Nordpol, ist die Asymmetrie wird überlagert, wie viel Energie nach Norden und Süden zur Erde gelangt. Es scheint eine unterschiedliche Reflexion elektromagnetischer Plasmawellen zu geben, die als Alfven-Wellen bekannt sind.

„Wir sind uns noch nicht sicher, welche Auswirkungen diese Asymmetrie haben könnte, aber sie könnte auch auf eine mögliche Asymmetrie des Weltraumwetters und möglicherweise auch zwischen den Nordlichtern im Süden und den Nordlichtern im Norden hinweisen. Unsere Ergebnisse deuten auch darauf hin, dass die Dynamik der chemischen Zusammensetzung der oberen Atmosphäre zwischen den Hemisphären variieren kann, insbesondere in Zeiten starker geomagnetischer Aktivität.

Ian Mann von der University of Alberta: „Die Aktivität der Sonne, wie etwa massive Plasmaauswürfe, können potenziell schwerwiegende Folgen für unsere moderne Lebensweise haben. Daher ist es wichtig, die Physik des Weltraumwetters und die Feinheiten unseres Magnetfelds zu studieren, um Frühwarnsysteme zu entwickeln und Stromnetze zu entwerfen, die den Störungen, die die Sonne auf uns wirft, besser standhalten können.

Wir haben das Glück, dass drei ESA Swarm-Satelliten im Orbit wichtige Informationen sammeln, die nicht nur für unsere wissenschaftliche Forschung von entscheidender Bedeutung sind, sondern auch zu einigen sehr praktischen Lösungen in unserem täglichen Leben führen könnten.

Drei identische Swarm-Satelliten fliegen seit 2013 im Orbit und sammeln Informationen darüber, wie unser Magnetfeld uns vor gefährlichen Partikeln des Sonnenwinds schützt und wie dieses Feld erzeugt wird, wie es sich ändert und wie sich die Position des magnetischen Nordens ändert.

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