Nicht nur Satelliten in Gefahr: Wenn der Nordpol wieder zum Südpol wird

Vor 786.000 Jahren wechselte das Magnetfeld der Erde seine Richtung um 180 Grad. Die Umpolung dauerte offenbar nur 100 Jahre und wird sich wiederholen. Dann sind Menschen, Stromnetze und Satelliten gefährdet.

Die Kompassnadel zeigt nach Norden - so lernen es Kinder im Geografie-Unterricht. Doch in der Erdgeschichte hat das Magnetfeld immer wieder die Richtung gewechselt - im Mittel alle 250.000 Jahre. Die Nadel hätte also mal nach Süden, mal nach Norden gezeigt, wenn es damals schon Kompasse gegeben hätte.

Die letzte langjährige Umpolung, die sogenannte Brunhes-Matuyama-Umkehr, liegt fast 800.000 Jahre zurück. Und sie geschah viel schneller als bislang bekannt, wie ein internationales Forscherteam nun bei Untersuchungen in Italien herausgefunden hat. In gerade mal hundert Jahren habe sich der Wechsel vollzogen, schreiben sie im Fachblatt "Geophysical Journal International".

Nur für 200 Jahre

"Es ist verblüffend, wie schnell die Umpolung abgelaufen ist", sagt Courtney Sprain von der University of California in Berkeley. Fast genauso rasant war der kurzzeitige Magnetfeldwechsel vor 41.000 Jahren, auch geomagnetische Exkursion genannt. Damals wanderte der magnetische Nordpol binnen 200 Jahren zum Südpol, verweilte dort 440 Jahre und kehrte anschließend zurück in den hohen Norden. Derartige kurzzeitige Exkursionen sind noch häufiger als langjährige Umpolungen.

Sprain und ihre Kollegen hatten Sedimente eines einstigen Sees in der Sulmona-Ebene in den Apenninen östlich von Rom analysiert. Die jeweils herrschende Magnetfeldrichtung ist aus dem aufgeschichteten Material rekonstruierbar.

Bei der Untersuchung konnten die Wissenschaftler auch den Zeitpunkt der Brunhes-Matuyama-Umkehr genauer bestimmen, als dies bislang möglich war. Sie geschah genau vor 786.000 Jahren, wie die sogenannten Argon-Argon-Datierung ergab. Dabei wird das Verhältnis zweier verschiedener Argon-Isotope dazu genutzt, das Alter einer Sedimentschicht zu berechnen.

Aber warum überhaupt?

Warum das Erdmagnetfeld überhaupt seine Richtung wechselt, können die Forscher bislang nicht schlüssig erklären. "Das hat mit Veränderungen im äußeren Erdkern zu tun", sagt Maxwell Brown vom Deutschen Geoforschungszentrum GFZ in Potsdam. Dort werde das Magnetfeld der Erde erzeugt. "Wir wissen jedoch nicht, was das Langzeitverhalten steuert."

Es gibt aber zumindest Indizien, dass die nächste Umpolung schon in einigen Tausend Jahren stattfinden könnte. Das Magnetfeld der Erde schwächelt schon seit 150 Jahren. Zuletzt hat sich der Rückgang des Feldes sogar noch beschleunigt.

Für das Leben auf der Erde, Satelliten im Orbit und für die elektrische Infrastruktur ist das Magnetfeld der Erde enorm wichtig, denn es schützt sie vor der gefährlichen kosmischen Strahlung. Während einer Umpolung wird das Magnetfeld deutlich schwächer. Der verringerte Schutz vor kosmischer Strahlung könnte die Krebsgefahr für Mensch und Tier deutlich erhöhen, Satelliten drohen auszufallen wie sonst bei Sonnenstürmen. Experten fürchten auch Pannen im Stromnetz.

Keine allzu großen Sorgen

Gleichwohl sehen Geoforscher der nächsten Umpolung gelassen entgegen: "Eine Gefahr sehe ich nicht, denn die Atmosphäre ist der eigentliche Schutzschild der Erde gegen hochenergetische Strahlung", sagt Karl-Heinz Glaßmeier von der Universität Braunschweig.

Zudem verschwinde das schützende Magnetfeld selbst während der Umpolung nie vollständig, ergänzt GFZ-Experte Brown: "Die Menschheit hat schon mehrere kurzzeitige Umpolungen überlebt - etwa jene vor 41.000 Jahren." Daher brauche man sich keine allzu großen Sorgen machen.