Emissionen der Sonne schaffen in unserem Sonnensystem sehr lebensfeindliche Bedingungen. Die Magnetosphäre der Erde schützt die Oberfläche des Planeten vor geladenen Teilchen des Sonnenwinds. Ohne diesen Schutz würde das Leben, wie wir es kennen, auf der Erde wahrscheinlich nicht existieren.
Wechselwirkung zwischen Magnetosphäre und Sonnenwind
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Flüssigkeiten, die in einem Teil des Eisenkerns der Erde zirkulieren, erzeugen das Erdmagnetfeld des Planeten. In Kombination mit dem von der Sonne erzeugten interplanetaren Magnetfeld (IMF) erzeugt es die Magnetosphäre, die sich Tausende von Kilometern von der Erde in den Weltraum erstreckt. Der Sonnenwind – Protonen und Elektronen, die von der Sonne emittiert werden – bewegt sich durch das Sonnensystem. Wenn der Sonnenwind auf die Erde trifft, lenkt die Magnetosphäre die meisten geladenen Teilchen ab und schirmt die Oberfläche unseres Planeten ab.
Wenn die Feldlinien des IMF und die geomagnetischen Feldlinien jedoch nicht parallel sind, neigen sie dazu, zu interagieren, wodurch ein Weg für die Sonnenwindpartikel geschaffen wird, auszutreten in die obere Atmosphäre, deren spektakulärste Folge die Polarlichter (Aurora borealis und Aurora australis) über der höheren Atmosphäre sind Breitengrade.
Biologische Abschirmung
Wenn die Magnetosphäre nicht die Elektronen und Protonen des Sonnenwinds wegdrückt, würden die geladenen Teilchen dem Leben auf der Erde eine Menge schädlicher Strahlung zufügen. Astronauten, die außerhalb der Magnetosphäre reisen, müssen vor Sonneneinstrahlung geschützt werden. Und Flugreisen in großer Höhe über die Pole, wo die Abschirmwirkung der Magnetosphäre am schwächsten ist, gelten für bestimmte Gruppen wie Schwangere als riskant.
Übertragungsleitungen, Pipelines und Telekommunikation
Die Magnetosphäre schützt uns auch vor Störungen von Stromleitungen und Telekommunikationssystemen. Dieser Schutz ist jedoch nicht absolut. Wie Wissenschaftler der Europäischen Weltraumorganisation es ausdrücken, verhält sich die Magnetosphäre der Erde manchmal wie ein Sieb. Es schützt uns vor dem Sonnenwind, aber nicht immer.
Durch den Sonnenwind verursachte Schwankungen in der Magnetosphäre können hohe Spannungsunterschiede aufbauen (so hoch wie 10 Volt pro Meile) über sehr lange elektrische Leiter wie Hochspannungsleitungen und Rohrleitungen. Diese Ablagerungen können die Systemsteuerung ernsthaft stören. 1989 verursachte der Sonnenwind in der kanadischen Provinz Quebec einen massiven Stromausfall in der gesamten Provinz.
Auch der Funkverkehr ist dem Sonnenwind ausgeliefert. Störungen treten nur gelegentlich auf, wenn der Sonnenwind stark genug ist, um die Magnetosphäre zu durchdringen. Diese Ereignisse geben uns jedoch eine Vorstellung davon, wie die Situation wäre, wenn die Erde nicht geschützt wäre.
Erhaltung der Erdatmosphäre
Die Magnetosphäre der Erde ist auch wichtig, um zu verhindern, dass unsere Atmosphäre durch den Druck des Sonnenwinds in den Weltraum gedrückt wird. Im Jahr 2008 wurden beispielsweise Erde, Mars und Sonne so ausgerichtet, dass der gleiche Sonnenwind nacheinander auf die beiden Planeten traf. Die Raumsonde der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) beobachtete, dass der Mars aufgrund seiner schwächeren Magnetosphäre etwa das Zehnfache des Sauerstoffs verlor, den die Erde während dieser Begegnung verlor. Dieses Ereignis zeigt, dass die Magnetosphäre eine aktive Rolle bei der Begrenzung der Erschöpfung der Atmosphäre spielt.