Der Geek-Atlas (German Edition)

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Kapitel 128. Der magnetische Nordpol
    82° 42′ 0″ N, 114° 24′ 0″ W

    Irgendwo in Kanada
    Der magnetische Nordpol ist nicht nur schwer zu erreichen, sondern er verschiebt sich auch noch jedes Jahr um über 10 Kilometer
     und bewegt sich außerdem jeden Tag 80 Kilometer auf einer ungefähr ovalförmigen Bahn. Dennoch ist dies in etwa der Ort, auf
     den ein Kompass gerichtet ist, wenn er »Norden« anzeigt. Bis GPS den Kompass komplett ablöst, sind die Lage des magnetischen
     Nordpols und die Form des Erdmagnetfelds ( Abbildung 128.1 ) für die Navigation jedoch unabdingbar.
    Abbildung 128.1 Nordpol und magnetischer Nordpol
    Die Erde rotiert um ihre Achse mit einem Winkel von 23.5° zur lotrechten Erdumlaufbahn um die Sonne. Die Achse verläuft durch
     den geographischen Nord- und Südpol. Die Lage der geographischen Pole definiert den Verlauf der Längengrade. Der Breitengrad
     wird vom Äquator aus gemessen, der mitten zwischen den beiden Polen liegt. Die Achsen und die Pole sind die grundlegenden
     Referenzpunkte für die Navigation.
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    Das Erdmagnetfeld
    Es sieht zwar so aus, als würde das Erdmagnetfeld durch einem Permanentmagneten erzeugt, dies ist aber nicht der Fall. Obwohl
     der Erdkern Eisen enthält, ist dieser nicht permanent magnetisch, da er viel zu heiß ist. Bei einer als Curie-Temperatur bezeichneten
     Temperatur verliert ferromagnetisches Material seine magnetischen Eigenschaften. Bei Eisen geschieht das bei 768°C.
    Die Erde besteht aus vier Hauptschichten: Von außen nach innen sind dies die Kruste (auf der wir Leben), der Mantel, der äußere
     Kern und der innere Kern ( Abbildung 128.2 ). Man nimmt an, dass der innere Kern hauptsächlich aus Eisen besteht, das eine Temperatur von über 5000°C, also eine Temperatur
     weit über der Curie-Temperatur, aufweist. Der innere Kern ist somit nicht permanentmagnetisch.
    Abbildung 128.2 Erdschichten
    Um den inneren Kern liegt der äußere Kern. Man vermutet, dass es sich bei dem äußeren Kern um ein flüssiges, heißes Gemisch
     aus Nickel und Eisen handelt, und geht davon aus, dass dieser äußere Kern die Quelle des Erdmagnetfelds ist. Die Bewegung
     der Flüssigkeit im äußeren Kern erklärt dann die sich ändernde Natur des Erdmagnetfelds.
    Der flüssige äußere Kern unterliegt offensichtlich einem Dynamo-Effekt: Während sich die Flüssigkeit durch das Erdmagnetfeld
     bewegt, wird Strom in das flüssige Metall indiziert. Dieser Strom erzeugt ein Magnetfeld, das wiederum einen Strom in die
     sich bewegende Flüssigkeit induziert. Auf diese Weise erhält sich das Magnetfeld selbst.
    Der flüssige äußere Kern bewegt sich aufgrund der Konvektionsströme, die von dem ungemein heißen inneren Kern verursacht werden.
     Er bewegt sich aufgrund des Coriolis-Effekts relativ zur Erdoberfläche. Der Coriolis-Effekt ist ein offensichtlicher Fehler
     in Newtons Bewegungsgesetzen und tritt auf, wenn der Ausgangspunkt nicht fest steht.
    Wird eine Kanonenkugel beispielsweise über eine weite Strecke direkt in nördlicher Richtung an der Meridianlinie abgeschossen,
     dann landet sie nicht auf der Meridianlinie. Das liegt daran, dass sich die Erde dreht, während die Kugel in der Luft ist.
     Gleichzeitig hängt der Rotationsradius vom Breitengrad ab. Diese beiden Faktoren sorgen dafür, dass die Kugel östlich der
     Meridianlinie landet, weil sich ihr Landepunkt wesentlich langsamer bewegt als der Startpunkt.
    Aus der Perspektive eines Beobachters auf der Erde scheint eine unbekannte Kraft die Kugel von ihrem geraden Weg abgelenkt
     zu haben (wobei es sich ja tatsächlich nicht um eine Kraft handelt). Dies wird als Coriolis-Effekt bezeichnet und die faktisch
     ja nicht vorhandene Kraft ist die Coriolis-Kraft.
    Durch die beschriebenen Kräfte scheinen in der Flüssigkeit des äußeren Erdkerns Dynamos aufgebaut zu werden, die ungefähr
     an der Nord-Süd-Achse verlaufen. Diese Dynamos sind für das Erdmagnetfeld verantwortlich.
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    Unglücklicherweise zeigt ein Kompass nicht auf den geographischen Nordpol, sondern folgt dem Erdmagnetfeld und ist daher in
     etwa an dem sich ständig bewegenden magnetischen Nordpol ausgerichtet. Um dieses Problem bei der Verwendung eines Kompasses
     auszugleichen, müssen Sie die Abweichung kennen. An jedem