Laut Messungen von drei Weltraumobservatorien über mehr als ein Jahrzehnt hinweg vergrößert sich eine Schwachstelle im schützenden Magnetfeld der Erde und setzt dadurch Satelliten und Astronauten in der Umlaufbahn einer stärkeren Sonneneinstrahlung aus.Die Beobachtungen des Swarm- Satelliten-Trios der Europäischen Weltraumorganisation (ESA ) ergaben, dass sich das ohnehin schon schwache Erdmagnetfeld über dem Südatlantik – einer Region, die als Südatlantische Anomalie (SAA) bekannt ist – verschlechtert und seit 2014 um eine Fläche vergrößert hat, die der Hälfte der Fläche Kontinentaleuropas entspricht. Gleichzeitig hat sich eine Region über Kanada, in der das Feld besonders stark ist, verkleinert, während eine andere Region mit starkem Feld in Sibirien zugenommen hat, wie die Messungen zeigen.„Das Gebiet mit schwachem Magnetfeld im Südatlantik hat sich in den elf Jahren seit dem Start der Swarm-Satellitenkonstellation kontinuierlich vergrößert“, erklärte Chris Finlay , Geomagnetismusforscher an der Technischen Universität Dänemark. „Obwohl dieses Wachstum aufgrund früherer Beobachtungen erwartet wurde, ist es wichtig zu bestätigen, dass diese Veränderung des Erdmagnetfelds anhält.“ Finlay ist Hauptautor einer neuen Studie, die in der Fachzeitschrift „ Physics of the Earth and Planetary Interiors“ veröffentlicht wurde und Daten der Swarm-Satelliten analysiert.Geomagnetisches FeldDie drei Satelliten wurden 2014 gestartet, um magnetische Signale aus dem Erdkern und -mantel sowie aus der Ionosphäre und Magnetosphäre präzise zu messen. Das Erdmagnetfeld (genauer: das geomagnetische Feld) wird vermutlich von einem rotierenden Kern aus geschmolzenem Eisen erzeugt, der sich etwa 2.900 Kilometer (1.800 Meilen) unter unseren Füßen befindet. Die Stärke des Feldes verändert sich jedoch ständig, und Wissenschaftler erforschen weiterhin seine genauen Mechanismen.Das Erdmagnetfeld schützt das Leben auf der Erdoberfläche vor schädlichen geladenen Teilchen der Sonnenstrahlung. Die Auswirkungen der Wechselwirkung geladener Teilchen der Sonne mit dem Erdmagnetfeld in der oberen Atmosphäre lassen sich bei Polarlichtern wie den Nordlichtern beobachten.Da sich das Erdmagnetfeld bis in den Weltraum erstreckt, schützt es auch Raumfahrzeuge im Orbit, darunter die meisten Satelliten und die Internationale Raumstation (ISS). Die Studienautoren warnen jedoch, dass Raumfahrzeuge – und Raumfahrer –, die während ihrer Erdumrundung in den Südatlantischen Schwachpunkt eintreten, nun einer erhöhten Strahlung ausgesetzt sein könnten.Für die Hardware von Raumfahrzeugen könnte diese Strahlung zu vermehrten Fehlfunktionen, Schäden oder sogar Stromausfällen führen. „Die Hauptfolge betrifft unsere Satelliteninfrastruktur im erdnahen Orbit“, sagte Finlay. „Diese Satelliten sind beim Durchqueren der Schwachfeldzone einer höheren Dichte geladener Teilchen ausgesetzt, was Probleme für die Elektronik verursachen kann.“Gefahr für AstronautenMenschen im Weltraum sind zudem einem höheren Strahlungsrisiko ausgesetzt, darunter einem größeren Risiko für DNA-Schäden und Krebserkrankungen im Laufe ihres Lebens. „Auch Astronauten sind diesen geladenen Teilchen ausgesetzt, ihre Verweildauer im Orbit ist jedoch kürzer als die Lebensdauer der meisten Satelliten in der erdnahen Umlaufbahn“, so Finlay. (Astronauten auf der ISS verbringen durchschnittlich etwa sechs Monate in der erdnahen Umlaufbahn, Satelliten hingegen typischerweise mehr als fünf Jahre – etwa zehnmal so lange.)Das Erdmagnetfeld ist im Vergleich zu bekannteren Magnetismusformen relativ schwach: Seine Stärke liegt zwischen etwa 22.000 und 67.000 Nanotesla. Zum Vergleich: Ein typischer Kühlschrankmagnet hat eine Stärke von etwa 10 Millionen Nanotesla.In der Südatlantischen Anomalie (SAA) liegt die Stärke des Erdmagnetfelds unter 26.000 Nanotesla. Laut der Studie hat sich die Fläche der Region seit 2014 um fast 1 % der Erdoberfläche vergrößert. Der schwächste Punkt in der SAA weist nun eine Stärke von 22.094 Nanotesla auf – ein Rückgang um 336 Nanotesla seit 2014.In der Region mit starkem Erdmagnetfeld über Nordkanada beträgt die Feldstärke über 57.000 Nanotesla. Die Studie ergab, dass sich das Gebiet um 0,65 % der Erdoberfläche verkleinert hat, während die Feldstärke an ihrem stärksten Punkt auf 58.031 Nanotesla gesunken ist – ein Rückgang um 801 Nanotesla seit 2014. Im Gegensatz dazu hat sich eine Region mit starkem Magnetfeld in Sibirien vergrößert und ihre Fläche um 0,42 % der Erdoberfläche ausgedehnt. Die maximale Feldstärke stieg dort seit 2014 um 260 Nanotesla auf heute 61.619 Nanotesla.Diese Veränderungen auf der Nordhalbkugel seien unerwartet gewesen, sagte Finlay. „Sie hängen mit den Zirkulationsmustern des flüssigen Metalls im Erdkern zusammen, aber wir sind uns der genauen Ursache nicht sicher“, sagte er.Die Studie fand jedoch keine Anzeichen für eine bevorstehende Umkehrung des Erdmagnetfelds. Zwar hat sich das Erdmagnetfeld bereits Hunderte Male umgekehrt , aber „wir wissen aus paläomagnetischen Aufzeichnungen, dass sich das Erdmagnetfeld in der Vergangenheit schon oft abgeschwächt hat und dabei schwache Feldzonen wie die Südatlantische Anomalie aufwies, ohne sich jedoch umzukehren“, sagte Finlay. „Wahrscheinlicher ist, dass wir Schwankungen des Feldes im Bereich von Jahrzehnten bis Jahrhunderten beobachten.“„Gehärtete“ RaumschiffeDie erhöhte Gefahr durch Sonnenstrahlung für Satelliten und Astronauten, die die SAA überfliegen, könnte durch eine „Härtung“ der Raumfahrzeuge gegen diese Strahlung gemildert werden, sagte Finlay: „Da die Schwächung zunimmt, werden die Satelliten solche Auswirkungen in einem größeren Gebiet erfahren, [daher] sollte dies bei der Planung zukünftiger Missionen berücksichtigt werden.“Der Geophysiker Hagay Amit von der Universität Nantes in Frankreich, der zwar nicht an der aktuellen Studie beteiligt war, aber die Südliche Anomalie (SAA) untersucht hat , merkte an, dass mehrere Wissenschaftler mögliche Gründe für die beobachteten Veränderungen des Erdmagnetfelds vorgeschlagen haben, die zugrundeliegenden Mechanismen jedoch weiterhin unbekannt sind.„Insgesamt haben die Autoren überzeugend gezeigt, dass kontinuierliche, qualitativ hochwertige geomagnetische Messungen unerlässlich sind, um wichtige Erkenntnisse über die Dynamik im tiefen Erdinneren zu gewinnen“, erklärte er gegenüber Eos per E-Mail.Der Beitrag Das Erdmagnetfeld hat eine Schwachstelle – und diese vergrößert sich, wodurch Astronauten und Satelliten gefährdet werden erschien zuerst auf .