Conrad-Observatorium misst künftig auch Erdmagnetfeld

21. Mai 2014, 15:04
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Bisherige seismisch-gravimetrische Messsysteme durch Magnetometer ergänzt

Muggendorf/Wien - Eine neue Einrichtung zur Erforschung des Erdmagnetfelds wurde am Mittwoch im seit 2002 bestehenden Conrad-Observatorium der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG) am Trafelberg südwestlich von Wien eröffnet. Dort soll unter anderem geklärt werden, wie sich Sonnenstürme auf der Erdoberfläche auswirken und warum die Stärke des Magnetfelds seit 200 Jahren abnimmt.

Das Observatorium liegt am Trafelberg in Muggendorf bei Pernitz in rund 1.000 Meter Seehöhe. In einem ausgedehnten Waldgebiet, weit weg von Störungen wie Verkehr oder Industrie, ist seit 2002 der seismisch-gravimetrische Teil der Forschungsstation in Betrieb, in dem Erdbeben und Erdanziehungskraft beobachtet werden.

Zweite Ausbaustufe

Nun wurde in der zweiten, rund 8,5 Millionen Euro teuren Ausbaustufe das Observatorium um einen geomagnetischen Teil erweitert. Die Station umfasst nun ein System aus rund zwei Kilometern an Stollen und Schächten.

"Zwei Arten von Magnetometer erfassen hier Richtung und Stärke des Erdmagnetfelds", erklärte der Leiter des Conrad-Observatoriums, Roman Leonhardt. Mit diesen Informationen lässt sich nicht nur der absolute Wert des Magnetfelds, sondern auch dessen Veränderung berechnen. Bis zu 200 Meter tiefe Bohrlöcher ermöglichen dreidimensionale Messungen, die u.a. Informationen über Effekte liefern, die das Magnetfeld verändern.

Was das Erdmagnetfeld beeinflusst

Ein solcher Effekt ist der Sonnenwind, ein Strom geladener Teilchen, der von der Sonne ins All strömt. Bei starker Sonnenaktivität kann sich dieser Strom auch zum Sonnensturm auswachsen und Telekommunikations-, Navigations- und Stromversorgungseinrichtungen stören. Grundsätzlich schützt das Erdmagnetfeld vor diesem Teilchenstrom, es wird aber dadurch komprimiert. "Das führt zu magnetischen Änderungen, die man an der Erdoberfläche und auch darunter messen kann", so Leonhardt.

Das Erdmagnetfeld ist aber auch anderen Änderungen unterworfen. So wird seit knapp 200 Jahren eine ungewöhnlich schnelle Abnahme der Stärke des globalen Magnetfelds registriert, insgesamt bereits um rund zehn Prozent. "Nachdem das Erdmagnetfeld unser Hauptschutzschild gegen die kosmische Strahlung ist, wollen wir natürlich der Frage nachgehen, was da gerade passiert", sagte der Wissenschafter.

Es gebe verschiedene Hypothesen über die Gründe. Eine davon steht im Zusammenhang mit der Polumkehr des Erdmagnetfeldes, die sich im Schnitt im Laufe der Erdgeschichte alle 250.000 Jahre ereignet hat. Der Nord- wurde dabei zum Südpol und umgekehrt. Das bisher letzte derartige Ereignis fand vor 780.000 Jahren statt - "wir sind also schon lange überfällig", so Leonhardt. Die Polumkehr werde auf jeden Fall wieder passieren, die Frage sei nur, welche Konsequenzen das habe.

Anwendungen

Auch die Richtung des Magnetfelds ändert sich permanent. Dies ist wichtig für Navigation und wird etwa in Landkarten als Missweisung eingetragen. Unter anderem mit solchen Messungen will sich das Conrad-Observatorium auch als "Kompetenzzentrum für die Industrie" etablieren, betonte ZAMG-Chef Michael Staudinger. So sind die Messergebnisse etwa für die Erdölindustrie wichtig, wo immer mehr horizontal gebohrt wird und die Orientierung sehr präzise erfolgen muss. In der Station stehen zudem Messplätze und Einrichtungen zur Verfügung, um etwa Sensoren zu kalibrieren.

Der bereits bestehende seismisch-gravimetrische Teil dient unter anderem der Messung und Erforschung von Erdbeben. Dazu erfassen Seismometer jede Erschütterung und ein supraleitendes Gravimeter beobachtet die sogenannten Erdgezeiten und die Gravitation. Unter dem Einfluss des Mondes hebt und senkt sich die Erde um 20 bis 50 Zentimeter, was auch die Erdanziehungskraft verändert. Zudem ist das Conrad-Observatorium Teil des weltweiten Netzwerks zur Erfassung von Atomtests für die Organisation zur Überwachung des internationalen Atomteststopp-Vertrags (CTBTO). (APA, derStandard.at, 21. 5. 2014)


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ZAMG

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