Rätselhaftes Erdmagnetfeld: vom Kompass zum Supercomputer

0:53Franziska Konitzer Hallo bei Astrogeo, dem Podcast der Weltraumreporter. Ich bin Franzi Konitzer.

0:58Karl Urban Und ich bin Karl Urban.

0:59Franziska Konitzer Und wir sind zwei Wissenschaftsjournalisten. Karl ist Geologe, der gelegentlich in Physik dilettiert. Und ich bin Astrophysikerin, die findet, dass Karl sein fachliches Licht nicht unter den Scheffel stellen sollte.

1:11Karl Urban Aber ich bin Geologe.

1:14Franziska Konitzer Ja, und ich kann ja auch Massenaussterben schön finden und Steine und so was, ohne dass ich ... Eben, deshalb. Aber auch in dieser Folge erzählen wir uns gegenseitig eine Geschichte, die uns entweder die Steine unseres kosmischen Vorgartens eingeflüstert haben oder die wir in den Tiefen und Untiefen des Universums aufgestöbert haben.

1:33Karl Urban Genau und der Grund, warum ich dir öfter auch von physikalischen Dingen erzähle, ist, dass ich es auch einfach spannend finde. Weißt du denn noch, was ich dir beim letzten Mal erzählt habe, Franzi?

1:43Franziska Konitzer Ja, was ganz Spannendes. Du hast mir nämlich vom ersten, wahrscheinlich ersten, Kernreaktor auf dieser Erde erzählt, der nicht von Indrico Fermi entwickelt wurde, sondern der vor ungefähr zwei Milliarden Jahren im heutigen Gabun entstanden ist. Ich glaube, der Naturreaktor Oklo.

2:01Karl Urban Ja, genau. Oklo. Ich hatte im Studium ganz am Rand davon gehört und ich fand es sehr schön, da mal so ein bisschen tiefer reinzuschauen und auch, was dahinter steckt. Weil die Geologen haben da auch, sind da damals nicht so sonderlich in die Tiefe gegangen, was die Reaktionen da angeht, die da stattgefunden haben.

2:19Karl Urban Genau. Und du kanntest die Geschichte ja noch nicht, hattest gesagt.

2:22Franziska Konitzer Definitiv nicht, ne.

2:23Karl Urban Und ich habe auch ja den Eindruck gehabt, das ist was, was hier reinpassen würde. Deswegen habe ich es in der Tiefe erzählt. Ich hatte auch auf Spotify in unserem Kanal mal nachgefragt, wer von unseren Hörerinnen und Hörern den den Naturreaktor Oklo schon mal gehört hatte oder etwas davon gehört hatte.

2:41Karl Urban Und in der nicht ganz repräsentativen Gruppe, ich glaube ungefähr 30 leute bis jetzt teilgenommen haben auch tatsächlich drei viertel gesagt dass sie noch nie was davon gehört haben sofern, Ein voller Erfolg und ich freu mich, hoffentlich hab ich euch jetzt damit auch eine nette Partyanekdote mitgebracht beim letzten Mal, die ihr dann auf der nächsten Party erzählen könnt.

3:03Franziska Konitzer Das erste Atomkraftwerk der Erde ist zwei Milliarden Jahre alt im heutigen Kambun. Naja, Atomkraftwerk ist ja nicht, müsste mal ein Wärmeaustauscher dazwischen schalten, aber ...

3:11Karl Urban Keine Ahnung, ist das eine Partyanekdote? Ich war früher oft mit Physikern auf Partys, und das führte oft dazu, dass ... Die Gespräche der Physiker führten oft dazu, dass alle, die nicht Physiker waren, relativ schnell den Raum verlassen haben. Man saß dann meist in so einem exklusiven Gruppchen.

3:28Franziska Konitzer Also, inzwischen ... Ja, gut, Anekdoten auf Partys. Ich mein, inzwischen bin ich zu alt für Partys, nee, Quatsch. Inzwischen vermeide ich es ja tunlichst, über meinen Beruf zu sprechen, wenn ich quasi privat unterwegs bin. Aber wenn man früher gesagt hat, man studiert Physik oder irgendwie sowas, war das eigentlich eher auch ein Grund, dass der Gesprächspartner oder Gesprächspartnerin sehr schnell das Thema gewechselt hat.

3:49Franziska Konitzer Meistens mit dem Hinweis, dass, dass, dass, dass, ja in Physik war ich immer schlecht, schlecht. Und dann musste ich immer ganz dringend was zu trinken holen. Ist auch okay, ist um Gottes Willen. Aber ja.

4:02Karl Urban Ja, genau. Partys. Lange ist es her. Vielleicht nochmal zur Folge. Ich habe offenbar keine ganz groben Schnitzer eingebaut, was die Kernphysik angeht. Zumindest hat sich da noch niemand beschwert. Kommt vielleicht noch. Aber ich habe eine ganz interessante Mail bekommen, nämlich von der Witwe, von einem der Physiker, die damals in Frankreich gearbeitet haben und die in Gabun dann diese Naturreaktoren untersucht haben.

4:28Karl Urban Und zwar hieß der Mann Georges Vendry und der war auch einer der bekannteren Kernphysiker in Frankreich. Der hat unter anderem das Programm zur Entwicklung von Brutreaktoren in Frankreich geleitet, wo er auch ein ganz interessanter Wikipedia -Eintrag. Insofern fand ich interessant, dass sie mir das schreibt und dass sie auch von unserer Folge gehört hat oder sogar unseren Podcast hört.

4:54Karl Urban Genau, und auch vielleicht noch mal so als Bestätigung, dass dieser Fund der Naturreaktoren offenbar damals wirklich eine große Geschichte war und sich sehr viele Kernphysiker ausgiebig damit befasst haben. Genau.

5:06Franziska Konitzer So, dann bin ich gespannt, was du mir heute erzählst, Karl, weil wir sind bei Ausgabe 80 angelangt und das heißt, dass du mir heute eine Geschichte erzählst.

5:15Karl Urban Das heißt eigentlich zwei Sachen, Franzi. Das heißt zum einen, dass ich dir eine Geschichte erzähle, zum anderen heißt das, dass wir jetzt 40 Folgen zusammen machen und zwar genau so viele Folgen wie ich in den zehn Jahren davor gemacht habe, haben wir jetzt in den letzten anderthalb Jahren gerockt.

5:32Franziska Konitzer Eigentlich sollte man darauf eine Party veranstalten.

5:34Karl Urban Genau, anstoßen.

5:35Franziska Konitzer Eine neue Staffel ausrufen. Ich hebe meine Kaffeetasse auf dich.

5:41Karl Urban Ja, auf jeden Fall. Also es hat Spaß gemacht und macht weiter Spaß. In diesem Sinne erzähle ich dir eine Geschichte. Meine Geschichte beginnt am 1. Juni 1831. Da macht sich wieder mal, ich glaube ich habe schon öfter mal Folgen so begonnen, macht sich eine Gruppe von Männern auf zu einem ziemlich kalten Ort.

6:04Karl Urban Sie befinden sich nämlich sowieso auf einer Expedition durch Kalte Gefilde und zwar wollen sie die Nordwestpassage suchen, also einen vermuteten Seeweg vom Atlantik durch die Kanadische Arktis bis in den Pazifik. Und der Leiter der Expedition ist ein gewisser James Clark Ross, der später unter anderem für die Entdeckung des Ross -Eisschelfs in der Antarktis, also auf der anderen Seite der Erde, bekannt werden wird.

6:31Karl Urban Hier geht es aber jetzt, wie gesagt, durch die Kanadische Arktis. Und zwar machen sie diese Reise dank der Zuwendung eines Gin -Herstellers, eines gewissen Felix Booth, der der Geldgeber hier ist. Und leider läuft nicht alles nach Plan, nämlich das Schiff, das nach dem Sponsor Booth getauft wurde, wird von Eismassen relativ schnell eingeschlossen und das ganze vier Jahre lang.

6:57Karl Urban Und so kommt es eben, dass sich irgendwann ungefähr in der Mitte dieses Aufenthalts einige Männer 1931 einige Schlittenschnappen, die sie dabei haben und einen Ort suchen, der nicht weit von ihrer aktuellen Position entfernt liegt. Außer Ross sind dann noch zwei Wissenschaftler dabei, zum einen der irische Astronom und Geophysiker Edward Sabin und John Herschel, der Sohn des Uranus Entdeckers William Herschel.

7:22Franziska Konitzer Der auch vier Jahre lang eingefroren war, oh Gott.

7:25Karl Urban Ja, war da auch mit eingefroren. Und sie suchen einen Ort, den finden sie auch nicht sofort. Sie brauchen 44 Messungen mit speziellen Messgeräten, bis die drei den genauen Punkt gefunden haben, den sie suchen, und der sich auch wirklich rein äußerlich nichts von dem Umfeld unterscheidet. Sie haben die Messgeräte, deswegen sind sie sicher, sie sind dort richtig, aber es ist eigentlich die gleiche karge, eisbedeckte arktische Landschaft, die sie da aufsuchen, die auch überall rundum da liegt.

7:54Karl Urban Und mehrere der mitkreisten Matrosen dürften auch relativ verständnislos gewesen sein. Allerdings diese drei Männer, Ross, Sabine und Hersche, sind äußerst außer sich. Denn an diesem Tag passiert es zum ersten Mal, dass es Menschen gelungen ist, einen der Magnetpole der Erde aufzusuchen. Um genau zu sein, befinden wir uns hier zwar in der nördlichen Tundra, aber dennoch ist es der magnetische Südpol der Erde.

8:23Franziska Konitzer Es ist immer noch der magnetische Südpol der Erde, ne?

8:24Karl Urban Es ist immer noch der magnetische Südpol der Erde, genau. Denn die Nadel im Kompass, die rot markiert ist oft oder wo ein N drauf steht, das ist ein magnetischer Nordpol. Und ein magnetischer Nordpol wird immer von einem magnetischen Südpol angezogen. Das heißt, die Kompassnadel zeigt zum magnetischen Südpol, die im Norden der Erde liegt.

8:43Franziska Konitzer Ja, aber das ist doch erstmal Partywissen tatsächlich.

8:45Karl Urban Ja, total.

8:47Franziska Konitzer Wenn man doch einen echten Kompass benutzt und nicht einfach die App auf dem Handy. Aber was zeigt dann eigentlich, wenn ich genau am magnetischen Südpol stehe, was zeigt dann die Kompassnadel an? Die macht gar nichts, oder?

9:00Karl Urban Entweder sie macht gar nichts oder sie dreht sich oder so, ne? Gute Frage.

9:04Franziska Konitzer Oh, Verzeihung, habe ich dich jetzt in die Bredouille gebracht?

9:08Karl Urban Och, weiß ich nicht. Habe ich mich nicht befasst.

9:11Franziska Konitzer Ich kann ja sagen, falls von den Hörenden schon mal jemand am magnetischen Südpol der Erde war, dann gibt uns doch bitte Bescheid, was die Kompassnadel gemacht hat.

9:21Karl Urban Die Magnetfeldlinien, die gehen ja quasi da senkrecht, kommen die aus der Erde raus. Das heißt, ich würde sagen, die Nadel wird vor allem, wenn der Kompass, wenn sie so ein bisschen auch nach oben und unten sich mitbewegen kann, die wird versuchen, nach oben zu kommen. Nee, nach unten. Nach unten. Der zeigt ja nach unten, die Feldlinien führen rein. Genau.

9:40Karl Urban Genau, Franzi, es soll nicht um diese drei Forscher gehen und auch nicht speziell um diese Forschungsreise, sondern es soll eine ganz, ich will mal eine ganz große Geschichte erzählen, nämlich um ein Phänomen und seine Erforschung, nämlich dieses Phänomen besteht aus zwei Polen, das Phänomen beeinflusst einen Raum, der 10 .000 Kilometer ins All hinaus reicht, schützt die Erde auf vielfältige Weise und trotz alledem dauerte es wahnsinnig lange, seine wahren Ursachen richtig zu beschreiben.

10:11Karl Urban Ich erzähle dir heute, die vom äußerst steinigen Weg des Erdmagnetfelds zu verstehen.

10:17Franziska Konitzer Steinig ist dann das Wort. Ich find das gut. Ich find sowieso, das Magnetfeld der Erde kriegt nicht genug Liebe ab hier so allgemein. Angesichts der Tatsache, dass wir ohne das Magnetfeld der Erde ziemlich, ja, wär schwierig ohne, ne?

10:33Karl Urban Wären wir ziemlich aufgeschmissen. Genau.

10:35Franziska Konitzer Ich wollte jetzt nicht gearscht sagen, aber eigentlich das ist das, was ich meine. Ja, von daher find ich gut.

10:41Karl Urban Es wird eine große Geschichte, uns werden einige sehr berühmte, vor allen Dingen Männer, aber auch ein paar Frauen begegnen und ich hoffe, ich spann den Bogen nicht zu weit. Also versuchen wir es mal durchzureiten. Wir fangen ganz früh an. Magnetfelder sind ja leider ein Phänomen, für das wir Menschen, anders als viele Tiere in der Natur, keinen Sinn haben und dennoch gab es schon relativ früh eine Erfindung, die die magnetische Eigenschaft der Erde anzeigen konnte.

11:12Karl Urban Und wir haben ja auch schon drüber geredet, der Kompass ist dazu in der Lage. Franzi, was glaubst du, wer hat den Kompass erfunden?

11:21Franziska Konitzer Wenn du mich jetzt so fragst, dann sage ich jetzt einfach Aristoteles.

11:25Karl Urban Genau, es sind nicht die Schweizer. Nein, also die Antwort ist hier, wie so oft, die alten Chinesen.

11:33Franziska Konitzer Also noch eher als Aristoteles.

11:35Karl Urban Genau. Wenn man sich die Baupläne alter chinesischer Städte anschaut, oder Baupläne ist das falsche Wort, die Pläne, die Stadtpläne quasi, sind deren Straßennetze sehr häufig grob in die Richtung des magnetischen Pols ausgerichtet. Sicher belegt ist, dass chinesische Schiffe schon im fünften Jahrhundert vor der Zeitenwende, also 400 vor Christus ungefähr und ein bisschen mehr noch, über einen sogenannten Nasskompass navigiert werden konnten, bei denen eine magnetische Nadel in einem holzernen Fisch eingebaut war und der wiederum in einer mit Wasser gefüllten Schüssel schwamm.

12:15Karl Urban Und dieser Nasskompass hat den großen Vorteil, wenn man jetzt auf einem schwankenden Schiff steht, was durch die Wellen hin und her schwankt. Dieser Fisch schwimmt dann aber trotzdem immer waagerecht in dieser Schale und deswegen konnte man den auch ablesen, wenn das Deck schwankt. Diese Technologie kam natürlich irgendwann nach Europa, aber wahnsinnig spät.

12:36Karl Urban Also die ersten Belege dafür kommen so aus dem 13. Jahrhundert, also 1800 Jahre später eigentlich erst.

12:43Franziska Konitzer Es gibt in der ersten Folge von einer Serie namens Vikings, die ich nie zu Ende geschaut habe, Aber da jetzt in der ersten Folge, damit verrate ich nichts, gibt es eine Szene, wo Ragnar Lothbrok seinem Bruder so was zeigt, so einen Magnetdingsbums und der macht es in eine Wasserschlüssel rein. Tatsächlich.

13:01Karl Urban Genau, ich meine, das ist ja auch mal die Frage, was man belegen kann. Es gab ja die Seidenstraße und Fernhandel mit China, also ist jetzt nicht auszuschließen, dass es vorher gab. Aber die Frage ist immer, ob das auch die Kunde davon irgendwie überliefert ist, dass es schon verwendet wurde. Was aber auch zu diesem Zeitpunkt im 13. Jahrhundert noch niemand so genau wusste, ist, warum ein Kompass funktioniert. Und darum soll es ja heute gehen.

13:29Karl Urban Warum zeigt eine feine Nadel eines magnetischen Gesteins, denn das gibt es, immer nach Norden? Eine nicht ganz abwegige Idee war, dass es irgendwo weit im hohen Norden einen sagenumwitterten Magnetberg geben könnte, der mit wahnsinniger Kraft alle metallischen Gegenstände anzieht.

13:51Franziska Konitzer Das wäre der Wahnsinn! Das wäre der Hammer!

13:55Karl Urban Und das gehörte tatsächlich auch relativ lange zum Seemannsgarn. Zum Beispiel gab es den Mythos, man solle ja nicht zu weit Richtung Norden fahren, weil sonst alle Nägel aus einem Schiff gezogen werden können und es daraufhin einfach untergeht. Und es gibt da viele Sagen und Geschichten, die das illustrieren.

14:14Karl Urban Eine neuzeitliche Interpretation davon ist die Geschichte von Jim Knopf von Michael Ende, wo es ja auch so einen Magnetberg gibt, der aber dann auch noch an - und ausgeschaltet werden kann. Aber da hat Michael Ende sich auch, denke ich mal, bei diesen Sagen bedient, würde ich sagen. Obwohl ich glaube, dieser Magnetberg nicht am Nordpol liegt in seiner Geschichte.

14:33Karl Urban Aber solche Ideen kursierten durchaus auch in seriösen Kreisen noch lange. Zum Beispiel der Geograf Gerhard Mercator, der bis heute für die Mercator -Projektion bekannt ist, wo die meisten unserer Karten die Erde ein bisschen verzerren, weil die Erde ist halt eine Kugel und das kriegt man sonst nicht so gut auf die zweidimensionale Ebene.

14:55Karl Urban Auf jeden Fall hatte Mercator im Jahr 1595 eine Karte der Nordpolaregion veröffentlicht und, Deren Mitte zeichnete er einen 33 Meilen großen Magnetberg, den er Rupes Nigra et Altissima nennt. Also einen schwarzen und sehr hohen Fels. Vermutlich hat er da vor allen Dingen die weißen Flecken seiner Landkarte mit nicht zu allzu langweiligen Dingen füllen wollen.

15:24Karl Urban Also irgendwie andere hätten da vielleicht Drachen hingemalt oder so. Und er hat halt diesen mythischen Magnetberg hier gezeichnet, obwohl er da natürlich keine Daten für hatte in seiner Lebenszeit.

15:37Franziska Konitzer Ja, ich finde es eigentlich ganz gut. Magnetberg, ja, warum eigentlich nicht?

15:40Karl Urban Genau. Und auch im 16. Jahrhundert äußerte sich dann ein britischer Arzt und Physiker, William Gilbert, erstmals mit einer Hypothese, wie das Magnetfeld der Erde beschaffen sein könnte. Also beschaffen im Sinne von wie seine Natur ist, also wie es aussieht, wenn man es sichtbar machen könnte. Gilbert hat nämlich mit Kugelmagneten experimentiert und eine magnetische Kugel bildet wie ein Stabmagnet, den die meisten von uns ja auch noch aus der Schule kennen, so ein einfaches Dipolmagnet aus.

16:12Karl Urban Also der eine Pol im Norden, der andere im Süden und dann diese Feldlinien, die in beide Richtung verlaufen, wobei zurzeit Gilberts das Konzept eines oder das Modell eines Feldes mit Feldlinien natürlich noch lange nicht erfunden war, aber letztlich ist es ja das, was man auch so mit mit Eisenspänen sichtbar machen kann.

16:36Karl Urban Genau. Und wenn das so ist, muss man aber eine Sache erklären. Denn wenn man exakt zur Mittagszeit sein Fäschperbrot, wie man auf Schwäbisch sagt, auspackt und dann noch seinen Kompass und dann schaut, wohin die Magnetnadel jetzt eigentlich zeigt zur Mittagszeit, dann stellt man fest, die zeigt gar nicht so ganz genau in diese Nord -Süd -Richtung.

17:04Karl Urban Es gibt eine kleine Abweichung, weil genau zur Mittagszeit steht ja die Sonne an ihrem höchsten Punkt. Und die Magnetnadel weicht davon ab. Und diese Abweichung, die ist nicht ganz unerheblich. Das haben auch damals im 16. Jahrhundert schon einige gewusst. Das sind problemlos zehn Winkelgrad oder mehr gegenüber dem echten Nordpol.

17:27Franziska Konitzer Das ist viel.

17:28Karl Urban Und das wusste auch William Gilbert und er machte sich so ein paar Gedanken dazu. Diese Abweichung, die wird übrigens auch Deklination genannt, also gerade zwischen dem echten Norden und dem vom Kompass angezeigten und Gilbert äußerte die Vermutung, dass vielleicht Landmassen aus magnetischen Gestein dafür verantwortlich sind.

17:47Karl Urban Also auch wieder Magnetberg, aber nicht der Magnetberg, der überhaupt das Magnetfeld auslöst, sondern nur diese Abweichung hervorruft. Und so ganz abwegig war es tatsächlich nicht, hat er auch schon gesagt, dass auch so eine Kompassnadel aus einem magnetischen Gestein hergestellt wird, was man in der Natur findet.

18:07Karl Urban Das ist Magnetit, das findet man öfter mal in vulkanischen Ablagerungen. Das zieht dann auch Metalle an, also das kannte man, dass es das gibt. Gilberts Idee war deswegen gut und er hat dann auch so Experimente gemacht. Er hat an seinen Kugelmagneten, die er bei sich im Labor hatte, so kleine Erhebungen eingebaut, die wiederum magnetisch waren.

18:28Karl Urban Und er hat dann auch zeigen können, dass so eine Nadel dann davon abgelenkt werden könnte. Tatsächlich wissen wir aber heute, dass das völlig untergeordnet ist. Also solange du nicht kurz vor so einem Berg stehst, spielt das keine Rolle. So oft ist das Magnetit dann auch nicht.

18:45Franziska Konitzer Aber gäbe es einen Berg voller Magnetit irgendwo auf der Erde?

18:49Karl Urban Du bist schon angetan von der Idee, von diesem riesigen Magnetberg. Super lustig, keine Ahnung. Genau, diese Deklination ist aber tatsächlich auch gar nicht so irreführend oder unpraktisch, wie es erstmal klingt, dass diese Abweichung so groß ist. Tatsächlich gab es auch mal die Idee, die wirklich zu verwenden als Feature. Nämlich im 18.

19:13Karl Urban Jahrhundert, in der Zeit, als das Vereinigte Königreich vollends zur Seemacht aufstieg, gab es nämlich auf hoher See, also gerade wenn man jetzt weit vom Land entfernt ist, gab es das ein relativ ernstes Problem. Nämlich wollte man seine Position auf einer Karte bestimmen, musste man den Breitengrad und den Längengrad bestimmen.

19:34Franziska Konitzer Der Längengrad war das Problem, ja.

19:36Karl Urban Genau, also Breitengrad, Längengrad macht ein GPS natürlich heute auch. Breitengrad geht relativ gut, indem man einfach zur Mittagszeit den Winkel zwischen Horizont und Sonne bestimmt. Das geht zum Beispiel mit einem Sextanten. Und wie du sagst, der Längengrad ist nicht so leicht zu bestimmen, gerade in der Zeit vor der Erfindung sehr genauer transportabler Uhren.

19:57Karl Urban Also das GPS funktioniert ja auch mit Uhren, da geht es eher um Laufzeiten, aber auch wenn du an deinem Heimathafen losfährst und du hast einfach eine gute Uhr, machst du nochmal einen Uhrenabgleich, dann weißt du letztlich, wie die Zeitverschiebung ist und darüber kannst du dann grob dein Längengrad ausrechnen.

20:14Karl Urban Aber gerade damals im 18. Jahrhundert waren die Uhren einfach noch nicht so gut und so transportabel, die mussten ja auch auf dem Schiff.

20:21Franziska Konitzer Ich glaube, vor allen Dingen auf dem Schiff war das das Problem. Ich meine, das kann man sich an einer Pendeluhr vorstellen, das funktioniert auf Land super, aber auf dem Schiff ist es jetzt nicht so. Der Hit.

20:28Karl Urban Genau, die Tick -Tack -Pendeluhr, die wird da komisch abgelenkt, wenn die Dünung zu stark ist. Und genau deswegen gab es eben die Idee, doch einfach die Deklination des Erdmagnetsfelds, also gerade diese Abweichung vom echten Norden, zu verwenden. Und die Idee funktioniert so, man macht eine Karte, auf der die Missweisung des Kompasses gegenüber dem echten Norden eingezeichnet wird.

20:54Karl Urban Und zwar verbindet man alle Orte mit gleicher Deklination. Also man hat dann quasi eine Weltkarte mit einem Koordinatensystem und das zeigt an alle Orte, wo die Deklination 11 Grad beträgt und 10 Grad und so weiter. Also man wandert so rum gedanklich und wenn man jetzt an einem beliebigen Ort sich befindet und diese Karte hat mit diesen Linien, dann bestimmt man die Deklination halt und guckt dann, wo man auf der Karte auf welchem nicht Längengrad, sondern Deklinationsgrad man sich befindet und sucht den Schnittpunkt mit dem Breitengrad und dann hat man seine Position. Also eigentlich eine schöne Idee.

21:35Karl Urban Tatsächlich gab es damals auch eine von der britischen Krone einen ausgelobten Preis für jemanden der dieses Längengradbestimmungsproblem löst und das ist eine mögliche Lösung, die damals da auch eingereicht wurde. Hat diesen Preis aber tatsächlich nicht gewonnen, denn das Problem ist, dass die Deklination nicht stabil ist.

21:58Karl Urban Tatsächlich ist es so, wohin die Kompassnadel genau zeigt, also letztlich auch, wo sich der vermeintlich der Südpol der Erde befindet, das schwankt über die Zeit und das sehr stark und auch auf vielen Ebenen. Also es gibt tagesweise Schwankungen, also über den Verlauf eines Tages. Es gibt aber auch Verschiebungen über Monate und Jahre und gerade diese langräumigen Verschiebungen, die sind gewaltig.

22:26Karl Urban Also ein Beispiel in London, wie ich die Magnetnadel Anfang des 19. Jahrhunderts um 11 Grad nach Osten ab. Diese Deklination, 42 Jahre später, nur noch im 6 Grad. Noch mal 35 Jahre später, zeigte sie tatsächlich zum geografischen Südpol. Also zum geografischen Nordpol, dem magnetischen Südpol, genau.

22:51Karl Urban Und weitere 35 Jahre später zeigte sie 6 Grad in die andere Richtung, nach Westen.

22:57Franziska Konitzer Ah, ja, das ist schlecht.

22:59Karl Urban Also, ja, das ist nicht so einfach. Du müsstest also diese Deklinationskarten ständig aktualisieren. Wir wissen heute auch sehr genau, was da passiert, nämlich verschieben sich die Positionen der magnetischen Pole und das ziemlich stark. Also ich glaube, zurzeit sind es 50 Kilometer pro Jahr, die sich dieser magnetische Südpol verschiebt.

23:21Karl Urban Und nicht nur das, die zwei Magnetachsen der Erde, die eigentlich so eine gedachte Linie durch den, als gedachte Linie durch den magnetischen Nord - und Südpol verlaufen. Die bilden nicht mal eine Gerade, sondern die haben einen Winkel zueinander, der sich ebenfalls noch verändert. Also du könntest natürlich auch irgendwie einen Kompass bauen, der eher zum Südpol zeigt und der würde tatsächlich nicht direkt in die entgegengesetzte Richtung zeigen.

23:46Karl Urban Also das Magnetfeld ist weird, ist sehr merkwürdig und überhaupt nicht stabil. Und man war damals auch wirklich noch sehr weit entfernt, um das zu erklären, um was es sich eigentlich handelt und überhaupt zu erklären, wie es entsteht. Und da war man damals, also der Herr Gilbert, der war ein Zeitgenosse von Kepler, glaube ich. Kopernikus war schon ein bisschen früher.

24:22Karl Urban Newton war auch in der Zeit, also Gravitation hat man so langsam beschreiben können. Edmond Halley zum Beispiel, der ja ein … Der mit dem Kometen. Genau, den alle eigentlich kennen wegen dem Halley'schen Kometen, der ja sehr regelmäßig zur Erde kehrt, zurückkehrt. Damals einfach auch ein sehr guter, bekannter Astronom war, der publizierte auch eine Idee, wie das Erdmagnetfeld entsteht.

24:46Karl Urban Und zwar hatte er die Idee, dass die Erde ein Hohlkörper ist, oder beziehungsweise so ähnlich wie eine russische Matroschka -Puppe. Also einfach eine Hohlkugel, drumherum noch eine Hohlkugel, drumherum noch eine Hohlkugel. Und die haben sich nicht berührt und konnten unabhängig voneinander rotieren. Und also das war Haley's Idee. Und jede dieser Hohlkugeln hatte einen eigenen Dipolmagneten.

25:12Karl Urban Und wenn die jetzt unterschiedlich schnell rotieren, das oder geringfügig zumindest, dann überlagern sich diese Effekte dieser Dipolmagneten und deswegen schwankt es so hin und her. Das war Haley's Idee. Klingt aus heutiger Sicht so ein bisschen nach Verschwörungstheorie, also die Erde ist hohl. War tatsächlich aber ja schon ganz gut begründet und er hatte auch noch einen weiteren Grund, nämlich hatte ich ja gesagt, dass auch das Gravitationsgesetz von von Newton kurz zuvor quasi veröffentlicht wurde und die Physik stark vorangebracht hat.

25:48Karl Urban Und damals hat man dieses Gravitationsgesetz verwendet, um die Dichte der Erde zu berechnen. Ich erkläre jetzt nicht genauer, wie sie das gemacht haben, das weiß ich gerade ehrlich gesagt nicht, aber es gab damals einen Schätzwert für die Dichte der Erde und dieser Wert war sehr niedrig. Und wenn diese Dichte der Erde wirklich sehr niedrig ist, dann muss man das ja irgendwie erklären und deswegen kam Haley auf die Idee mit diesen Hohlkugeln, weil dann die Dichte natürlich niedriger ist.

26:20Karl Urban Also insofern war das jetzt keine große Verschwörungstheorie, sondern eine Hypothese. Leider war, rückblickend betrachtet, die Dichtemessung tatsächlich ein Fehler. Tatsächlich ist es das Gegenteil der Fall. Die Dichte der Erde ist, gerade des Erdinneren, ist wahnsinnig hoch. Also die ist deutlich höher als zum Beispiel das meiste Gestein, was wir so auf der Erdoberfläche finden.

26:43Karl Urban Ja, das hat man dann irgendwann rausgekriegt und über die Jahrhunderte gab es alle möglichen anderen Ideen, was das Magnetfeld schwanken lässt. Die Hitze der Sonne wurde da angeführt. Ich hatte ja gesagt, auch über den Tageslauf macht die Magnetfeldnadel so einen kleinen Schlenker. Das liegt natürlich nahe, da irgendwie die Wärme der Sonne zu vermuten.

27:05Karl Urban Man hat auch beobachtet, dass es da irgendeinen Zusammenhang mit starken Schwankungen und auftretenden Polarlichtern im hohen Norden gibt. Und was dann durchaus hilfreich war, war die Arbeit eines gewissen Charles de Colombes, der Entdecker des nach ihm benannten Colombischen Gesetzes, was nicht nur du kennst, sondern sollten eigentlich auch alle unsere Hörer mal in der Schule gehört haben.

27:30Franziska Konitzer Ach komm, sei nicht so gemein, ich hab's auch längst wieder vergessen.

27:33Karl Urban Du sollst dein Licht auch nicht unter den Scheffel stellen, Franzi.

27:36Franziska Konitzer Ich hab wirklich vergessen, Coulomb ist irgendwie so Elektromagnetismus, bababa und ich konnte es mal irgendwann auswendig runterbeten.

27:42Karl Urban Also, Coulombisches Gesetz ist die Parallele zum Gravitationsgesetz. Also, du hast zwei elektrische Punktladungen. Also, es geht um Elektrostatik und das beschreibt die Kraft zwischen ihnen. Wenn ich das richtig im Kopf habe, gibt es irgendeine Konstante.

27:57Franziska Konitzer Ja, es geht wie R -Quadrat oder so.

28:00Karl Urban Genau, und Coulomb war überzeugt, dass auch die Sonne ein gewaltiger Magnet ist, der wiederum den Magneten der Erde beeinflusst. Not even wrong, also naja, nicht so wie er meinte, aber… Das war so ein bisschen die Gegenhypothese zur Sonnenwärme. Also er hat gesagt, das ist ein magnetischer Beeinflussungseffekt.

28:21Karl Urban Ja, Colombe war da also schon relativ weit und jetzt bewegen wir uns ins 19. Jahrhundert und da gab es dann auch zunehmend Anstrengungen, da noch ein bisschen näher heranzukommen, also das Phänomen auch einfach besser zu messen und zu untersuchen. Da hat vor allem ein neues Messgerät, was bewirkt, nämlich eine Torsionswaage.

28:42Karl Urban Das ist ein Messgerät, mit dem man nicht nur die Richtung des Magnetfelds, des Erdmagnetfelds, auch seine Feldstärke an verschiedenen Orten auf der Welt messen konnte. Also die waren dann auch relativ schnell transportabel. Und diese Geräte haben diverse Naturforscher auch mit sich rum getragen. Zum Beispiel ein gewisser Alexander von Humboldt, der sehr weit rum gekommen ist und der transportabel heißt.

29:07Karl Urban Ich glaube, da war dann schon auch ein Mann beschäftigt, nur dieses Messgerät zu tragen. Aber es ging immerhin.

29:14Franziska Konitzer Dafür hat man wahrscheinlich Bedienstete gehabt, die anders getragen haben.

29:17Karl Urban Ja, genau. Wir hatten da ihre Helfer. Karl Friedrich Gauss hat sich auch damit beschäftigt. Der hat ja auch viel mit Humboldt korrespondiert. Und die beiden, beziehungsweise Humboldt hat Gauss auch versucht zu überreden, da sich mehr Gedanken darüber zu machen. Und Gauss hat dann auch irgendwann eingewilligt.

29:35Karl Urban Letztlich hat sich ein weltweites Netzwerk in vielen Ländern zusammengetan, also Forscher in vielen Ländern, um auch magnetische Messstationen an möglichst vielen Orten auf der Erde einzurichten mit diesen Torsionswagen und auch mit sehr regelmäßigen Messungen. Und genau, ich hatte gesagt, Humboldt hatte diese Geräte dabei.

29:57Karl Urban Eigentlich auf allen großen Expeditionen im 19. Jahrhundert gab es dann halt auch regelmäßige Messungen und es war einfach zum Standard geworden. Was auch die große Freude in der arktischen Eiseinöde im Jahr 1831 erklärt, mit der ich angefangen habe. Im 19. Jahrhundert passierte dann schließlich die große wissenschaftliche Revolution, gar nicht in Bezug auf das Erdmagnetfeld, sondern einfach in Bezug auf die Physik.

30:26Karl Urban Und die begann im Jahr 1820, als der dänische Physiker Christian Ørstedt bei einer Vorlesung vor Studenten versehentlich eine Kompassnadel neben einem stromdurchflossenen Draht hielt. Und Franzi, du weißt natürlich, was dabei passiert ist, ne? Was ist passiert?

30:47Franziska Konitzer Sie hat sich bewegt.

30:48Karl Urban Genau.

30:49Franziska Konitzer Weil er den Sprung abgeschaltet hat, dann auf einmal nicht mehr.

30:51Karl Urban Geht's mal zurück. Die Nadel wird abgelenkt. Und Ørsteds Missgeschick, also es ist so ein bisschen umstritten, ob es ein Missgeschick war, aber die Legende will es so, dass er tatsächlich… Das ist einfach die bessere Story, wenn er das aus Versehen daneben hinstellt.

31:05Franziska Konitzer Oh, Uwerlaub.

31:06Karl Urban Wir erzählen hier Geschichten. Eben.

31:08Franziska Konitzer Das ist die bessere Story.

31:10Karl Urban Genau. Genau, also dieses Missgeschick markiert letztlich den Beginn des Elektromagnetismus, also die Einsicht, dass Magnetismus und Elektrizität zwei verschiedene Ausprägungen des identischen physikalischen Phänomens sind. Andersherum funktioniert es auch, wenn man einen elektrischen Leiter in einem Magnetfeld bewegt, dann fließt ein elektrischer Strom durch den Leiter.

31:33Karl Urban Das ist das, was dann auch ausprobiert wurde und was alle möglichen technologischen Entwicklungen möglich gemacht hat, die wir heute nicht mehr missen wollen, von Elektromotoren bis zu Generatoren und viel mehr. Aber natürlich ermöglichte diese Einsicht auch ein Update der Hohlwelt -Hypothese von Edmund Haley.

31:58Karl Urban Jetzt kommt noch ein anderer bekannter Name, André -Marie Ampère, also der Pionier der Elektrodynamik, also dem Teil der Elektrizitätslehre, wo es um bewegte Elektronen geht.

32:11Franziska Konitzer Ampère hat eine Einheit nach sich benannt.

32:12Karl Urban Genau, physikalische Einheit der Stromstärke, daher kennen die meisten wahrscheinlich den Namen. Der Herr Ampère hatte folgende Idee, vielleicht gibt es ja tief im Erdinneren elektrochemische Vorgänge, die wie in einer Batterie Ladungen verschieben, wodurch das Erdmagnetfeld erzeugt wird. Und die Batterie war da gerade erst erfunden, war noch ziemlich neu und super toll.

32:38Karl Urban Und diese Idee hat Herr Ampère quasi übertragen auf die Erde. Also vielleicht ist das so ein elektrochemischer Prozess. Mitte des 19. Jahrhunderts war dann auch klar, das Erdmagnetfeld ist definitiv ein Dipol. Da musste man nämlich, trotz der Experimente von Herrn Gilbert, wollte man dann schon nochmal im Detail nachmessen und dazu brauchte es auch erst dieses weltweite Messnetzwerk.

33:03Karl Urban Man wusste damals schon, dass auch die Magnetfeldstärke sich verändert im Tagesgang und besonders stark, wenn man Polarlichter beobachten kann. Und was es mit diesen Polarlichtern auf sich hat, das wurde nach 1859 immer klarer. Weißt du, was 1859 passiert ist?

33:25Franziska Konitzer Oh, dieses Ereignis, dessen Namen mir empfallen ist, wo Polarlichter bis runter in die Bahamas zu sehen haben. Die nicht Eddington -Ereignisse.

33:33Karl Urban Ja, so ähnlich. Also da beobachtete ein gewisser englischer Astronom namens Richard Christopher Carrington, auf den du hinaus wolltest.

33:41Franziska Konitzer Genau, genau, die Carrington Ereignisse. Aber nicht nur er natürlich, sondern halt auch alle anderen.

33:46Karl Urban Genau, die haben etwas beobachtet. Nämlich, also alle oder viele Menschen haben beobachtet oder erfahren, dass auf der Erde nicht nur in extremen südlichen Breiten immer noch Polarlichter beobachtet werden, sondern auch, dass Leitungen, Kupferleitungen, an die keine Spannung angelegt war, trotzdem einen Strom hindurchfloss und da sind auch viele Telegrafenstationen, da sind Dinge durchgebrannt und so weiter.

34:17Franziska Konitzer Ja, das Carrington -Ereignis ist immer das, was man sagt, warum irgendwie Sonnenstürme nicht nur schön sein können, weil wenn das nochmal von der Stärke jetzt passieren würde, dann würde einiges wahrscheinlich gefried werden. Also man ist auch besser darauf vorbereitet, aber trotzdem wäre das eher so schlecht.

34:31Karl Urban Und Richard Christopher Carrington war aber Astronom und der hat vor allen Dingen die Sonne beobachtet und deswegen wurde ihm dieses Ereignis nachträglich zugeschrieben, denn er hat quasi beobachtet, wie so ein großer Ausbruch auf der Sonne passiert und was es eigentlich auch mit diesen Sonnenflecken auf sich hat.

34:50Karl Urban Also dass es wirklich Ausbrüche auf der Sonne sind, hat er beobachten können als Erster. Und das waren wirklich außergewöhnlich starke Ausbrüche. Man sagt ja auch, so ein Carrington -Ereignis, wenn es heute passiert, wäre für unsere moderne Gesellschaft nicht sonderlich praktisch, gelinde gesagt.

35:06Franziska Konitzer Ich habe da auch schon Gegenstimmen gelesen, die gesagt haben, dass wir inzwischen viel besser darauf vorbereitet sind, auch Kraftwerke und diesen ganzen Kram, redundanter und düdelü.

35:14Karl Urban Oder sagen wir so, dass das Carrington Event ist auf jeden Fall der Grund, warum Raumfahrtagenturen relativ viel Geld auch in Sonnenbeobachtung stecken und diese ganzen Missionen gestartet werden und weil man da wirklich auch eine gewisse Vorwarnzeit haben möchte. Man kann ja auch Satelliten runterfahren und irgendwie wegdrehen, dass eine eher unausgesetzte Seite von diesen Partikeln getroffen wird.

35:39Karl Urban Jetzt tue ich aber schon so, als wüsste man das damals alles, also was da genau passiert ist und wie die Interaktion mit dem Erdmagnetfeld wirklich vonstatten geht, das wusste man alles damals noch nicht. Und ich hatte ja gesagt, Herr Coulomb hatte Idee mit dem Sonnenmagnetfeld. Es gab einen anderen Physiker, nämlich einen William Thompson, der eigentlich nur bekannt ist als Lord Kelvin, auch nicht ganz unbekannt.

36:04Karl Urban Und der berechnete 1892, dass die Sonne einfach zu weit weg ist, um mit ihrem Magnetfeld das der Erde beeinflussen zu können. Das kann man ja relativ leicht ausrechnen, in dem Moment, wo man die Entfernung hat. Das hat man damals dann irgendwann auch gut genug gewusst. Und genau, das Magnetfeld der Sonne kann es nicht direkt gewesen sein, was da die Erde so direkt beeinflusst.

36:30Karl Urban Also da waren immer noch Ende des 19. Jahrhunderts viele offene Fragen. Und jetzt könnte man ja denken, wir haben Elektromagnetismus, da sollte es ein leichtes sein, das Erdmagnetfeld zu erklären. Aber tatsächlich passierte vorher was anderes. Das Magnetfeld eines anderen Objekts im Sonnensystem wird erklärt.

36:50Karl Urban Und zwar, du ahnst es sicher, wir haben ja auch gerade darüber gesprochen, das Magnetfeld der Sonne. Und diese Geschichte will ich dir nicht erzählen, eigentlich ist es auch eine Geschichte eher für dich.

37:00Franziska Konitzer Das Sonnenmagnetfeld?

37:01Karl Urban Ja, das Sonnenmagnetfeld ist auf jeden Fall auch ein sehr cooles Thema.

37:06Franziska Konitzer Es dreht sich auf jeden Fall all zehn Jahre um, das finde ich irre.

37:08Karl Urban Genau, also was man verstand so im frühen 20. Jahrhundert, wie du sagst, also erstmal versteht man, die Sonne ist ein Ball aus ionisiertem Gas, also einem Plasma, also auch das Konzept eines Plasmas hat man derzeit erst verstanden, dann verstand man, dass die Sonne sehr schnell um ihre eigene Achse rotiert und dabei die Magnetfeldlinien ineinander immer stärker verquirlt werden und man verstand, was du gerade gesagt hast, dass in diesem Zuge das Magnetfeld sich ungefähr alle elf Jahre umpolt, also der magnetische Nord - und Südpol ihre Position tauschen.

37:42Karl Urban Und das begründet letztlich diesen Elfjahreszyklus, in dem halt auch die Zahl der Sonnenflecken und die Aktivität der Sonne schwankt. Und man verstand darüber dann letzten Endes auch, wie die Sonne das irdische Magnetfeld beeinflusst, nämlich nicht direkt durch ihr Magnetfeld, weil das tatsächlich, da hatte Lord Kelvin recht, so weit weg ist, sondern mithilfe des Sonnenwinds, also mit diesen geladenen Teilchen, die mit hoher Geschwindigkeit ins Magnetfeld der Erde eindringen.

38:10Karl Urban Und jetzt kommen wir in eine sehr komplizierte, komplexe Zone, nämlich unterhält dieser Sonnenwind in der Interaktion mit dem Erdmagnetfeld alle möglichen Sphären und Zonen, zum Beispiel innerhalb der Ionosphäre der Erde, die zusammengedrückt ist immer auf der Tagseite der Erde, also auf der Seite, die Richtung Sonne geneigt ist.

38:34Karl Urban Und auf der anderen Seite gibt es so eine Art magnetischen Schweif, der sehr weit, zehntausende Kilometer weit ins All hinausgezogen ist und dieses asymmetrische Magnetfeld der Erde im All erklärte dann letztlich auch diese Tagesschwankungen schon mal, die man in der Feldstärke des, Erdmagnetfelds gemessen hatte.

38:56Karl Urban Das ist letztlich diese zusammengepresste Ionosphäre in Richtung Sonne. Nur eines verstand man nicht so richtig, wie kann die Erde, die ja kein Ball aus ionisiertem Gas ist, sondern ein Planet aus Gestein, wie kann die ein stabiles Dipolmagnetfeld haben? Wusste man immer noch nicht.

39:12Franziska Konitzer Ja, und diese Hohlraumhypothese war ja auch vom Tisch.

39:16Karl Urban Die war vom Tisch. Und, Franzi, jetzt, ganz am Ende meiner Geschichte, kommt endlich auch noch ein bisschen Geologie ins Spiel. Hurra. Sag nicht zu früh Hurra, denn die Geologie erklärte die Sache erst mal nicht, sondern machte sie noch mal komplizierter. Wir sind ja mittlerweile weit im 20. Jahrhundert angelangt.

39:36Karl Urban Damals gab es schon recht genaue Messungen der Erddichte. und die deutet ja darauf hin, dass die wirklich im Erdinnern sehr viel größer ist, als in den Gesteinen der Erdkruste, die wir hier so um uns herum haben. Und das konnte man eigentlich nur mit einem Fakt erklären, nämlich dass das Erdinnere aus dichtem Metall bestehen muss.

39:57Karl Urban Dann kam noch eine neue Wissenschaft hinzu, nämlich die der Seismologie, also die Erdbebenforschung. Und die brachte ja ans Licht, dass Erdbebenwellen, starke Erdbeben durch den gesamten Globus wandern. Und 1926 wies der Seismologe Harold Jeffreys darüber nach, dass der Erdkern flüssig ist. Nur zehn Jahre später, 1936, fand dann die Leiterin der Seismologie in Kopenhagen, von der ich dir in Folge 48 erzählt habe.

40:29Karl Urban Inge Lehmann, den inneren festen Erdkern. Also wir haben jetzt sozusagen diese zwei Komponenten. Und jetzt könnte man eigentlich sagen, klar, wir haben den flüssigen Kern aus Metall und einen festen Kern da drin. Der eine bewegt sich im anderen. Das ist ein Dynamo. Wie an meinem Fahrrad sagen wir Geodynamo dazu, Rätsel gelöst.

40:49Karl Urban Aber so war es nicht. Denn Geologinnen und Geologen sind ja vor allem Leute, die die sich Gesteine anschauen und fast zeitgleich zu diesen seismologischen Erkenntnissen über den Erdkern haben sie auch noch Dinge über die Gesteine an der Erdoberfläche gelernt. Sie haben nämlich gelernt, alte Gesteine sehr genau zu datieren, auf Millionen, auf Jahrhunderttausende genau und auch die Magnetfeldrichtungen zu verstehen, die auf sie aufgeprägt waren.

41:18Karl Urban Das geht vor allem in magmatischen Gesteinen, die in und rund um Vulkane entstehen. Und wenn so sehr heißes, sehr heiße Gesteinsschmelze abkühlt, da fällt die Temperatur irgendwann unter diese sogenannte Curie -Temperatur und in diesem Moment wird ein von außen wirkendes Magnetfeld auf sie aufgeprägt, zum Beispiel das Erdmagnetfeld oder vor allen Dingen das Erdmagnetfeld.

41:41Karl Urban Und seit dem frühen 20. Jahrhundert finden sich immer mehr und mehr Gesteine, deren Magnetfeld, deren aufgeprägtes Magnetfeld nicht mit dem übereinstanden stimmt, das heute wirkt.

41:52Franziska Konitzer Das heißt, dass das Magnetfeld sich geändert?

41:54Karl Urban Die Richtung ist eine andere, genau. Ja, das ist die Frage, das ist die große Frage.

42:00Franziska Konitzer Ja, das ist tatsächlich nicht.

42:01Karl Urban Damals war es die große Frage. Bei manchen sind einfach nur Nord - und Südpol vertauscht. Da könnte man sagen, okay, hat sich was umgepolt. Es gibt aber auch noch merkwürdigere Befunde. Es gab zum Beispiel ein magnetisches Gestein. Da zeigte der magnetische Nordpol nach Osten und der Südpol nach Westen.

42:19Karl Urban Also um 90 Grad verdreht. Und auch alles dazwischen hat man irgendwann gefunden, das war alles derart verwirrend, dass niemand so richtig plausibel erklären konnte, wie das zusammenhängt.

42:31Franziska Konitzer Was war denn das häufigste, was man gefunden hat?

42:34Karl Urban Das hängt vom Alter ab. Also ich glaube, man hat so ziemlich alles gefunden, wobei ich glaube, das meiste, was man gefunden hat, war eher entweder Nord -Süd oder Süd -Nord.

42:42Franziska Konitzer Also schon so, also es ist nicht nur jetzt Zufall aufgrund unseres jetzigen Beobachtungszeitpunkt, dass sich der geografische Nordpool in ungefährer Nähe zum magnetischen Südpool befindet.

42:54Karl Urban Nee, es war nicht ganz so, denn es gab noch einen anderen Prozess, den man auch erstmal verstehen musste, also geologieintern, nämlich diesen Prozess, von dem ich dir auch schon oft erzählt habe und der in den 60er Jahren dann zunehmend verstanden wurde, nämlich die Prozesse der Plattentektonik. Und die Plattentektonik, es gibt nicht nur diese ganz großen Platten, die so mit der Zeit so hin und her driften, sondern es gibt auch so ganz kleine Platten, die dazwischen so ein bisschen eingekeilt sind, zwischen den großen Platten.

43:22Karl Urban Und die driften nicht nur, die werden manchmal auch gedreht.

43:27Franziska Konitzer Ja, um 90 Grad zufälligerweise.

43:30Karl Urban Zum Beispiel, genau. Ja, und auch alle Gesteine auf ihr drauf und alle Vulkane und was da nicht alles so sich befindet geologisch, die können sich drehen und so kann es eben passieren, dass ein Gestein, das beim Erkalten mal ein nord -süd gerichtetes Magnetfeld eingefroren hatte, plötzlich um 90 Grad gedreht ist oder um jeden beliebigen anderen Winkel oder um 360 Grad und zufällig liegt es wieder genauso, wie es mal war.

43:59Karl Urban Da gab es einiges zu verstehen. In manchen dieser Fälle konnte es aber natürlich trotzdem sein, dass auch das Magnetfeld da ein anderes gewesen ist. Und dass es so war, das stellte sich dank eines netten Zufalls heraus. Während des Zweiten Weltkriegs entdeckten Militärforscher in den USA – nein, sie entwickelten sehr genaue Magnetometer, mit denen man vom Flugzeug aus abgetauchte U -Boote im Ozean erkennen konnte.

44:34Karl Urban Denn U -Boote haben ja meistens eine leitende äußere Oberfläche und die lassen sich deswegen auch über sehr große Distanzen und sogar tiefen Ozean von Flugzeugen aus aufspüren. Und die gleichen Instrumente wurden dann nach dem Krieg verwendet, um die magnetischen Eigenschaften des Meeresbodens zu untersuchen, zum Beispiel im Atlantik.

44:53Karl Urban Und dabei zeigte sich eher unerwartet und eher fast aus Zufall sozusagen, man hat einfach mal geguckt, was man da sieht, dass der Atlantische Ozean ausgehend vom Mittelozeanischen Rücken in der Mitte ein Streifenmuster zeigt.

45:08Franziska Konitzer Ach, wie geil! Ja, stimmt, da quillst du immer so raus und dann, ja, Streifenmuster, ja logisch.

45:15Karl Urban Genau, also dieses Streifenmuster sieht so aus. In einem Abstand einiger Kilometer vom Rücken, in der Mitte sozusagen des Ozeans, änderte sich die Polarisierung des Gesteins von Nord -Süd auf Süd -Nord und dann änderte sich einige Kilometer weiter wieder und dann wieder und dann wieder und das ging immer hin und her, Nord -Süd, Süd -Nord und so weiter.

45:36Karl Urban Und wenn man das auf einer Karte einzeichnet, dann sieht wirklich zum Beispiel der Atlantik -Boden aus wie so ein Barcode auf meiner Milchpackung.

45:45Franziska Konitzer Ja, also nichts mit Magnetfeld Richtung Ost -West.

45:48Karl Urban Ja, Ost -West hat man da nicht gesehen. Und das hat letztlich bestätigt, dass Magnetfeld der Erde selbst verändert seine Polarität. Und zwar prägt die jeweils wirkende Orientierung einem Streifen des Vulkangesteins. Also der Ozeanboden besteht ja weitgehend aus Vulkangestein am Meeresgrund auf. Und diese Umpolung, das wissen wir heute oder das wurde dann zunehmend auch versucht zu datieren, die passiert nicht wahnsinnig regelmäßig.

46:13Karl Urban Also in den letzten 83 Millionen Jahren gab es durchschnittlich alle 500 .000 Jahre eine Umpolung. Die letzte ist bereits 780 Jahre her. Also man könnte sagen, sich überfällig. 780 .000 Jahre her, du hast recht, gut aufgepasst.

46:31Franziska Konitzer Ich höre dir zu.

46:32Karl Urban Also man könnte sagen, sie ist überfällig, aber es gab tatsächlich viele Phasen, wo das Feld auch mehrere Millionen Jahre Stück unverändert geblieben ist. Es ist nicht so wahnsinnig regelmäßig. Und Franzi, ich bin jetzt fast am Ende. Wir haben jetzt quasi alle Zutaten zusammen. Wir haben ein Dipolmagnetfeld nachgewiesenermaßen, wir haben diesen magnetischen Nord - und Südpol, wir wissen, dass es den festen und flüssigen Erdkern gibt, wir haben den Befund, dass das Erdmagnetfeld sich immer wieder umpolt.

47:03Karl Urban Was glaubst denn du, wann ist es erstmals schlüssig gelungen, die Prozesse im Kern ausreichend genau zu beschreiben, um das beobachtete Magnetfeld mit seinen maßgeblichen Eigenschaften auch wirklich nachzubauen.

47:17Franziska Konitzer Gar nicht.

47:20Karl Urban Oder sagen wir, zumindest zu sagen, da ist ein Erdkern und der kann sowas wie regelmäßig oder einigermaßen regelmäßiger Umpolung und also man kann sozusagen zumindest sagen, es ist so, wir haben ein Geodynamo.

47:36Franziska Konitzer Ah, das ist noch nicht so lange her.

47:38Karl Urban Genau.

47:39Franziska Konitzer Aber wie gesagt, das mit dem Umpolen und dem ganzen Krembeln, dass ich das wirklich genau vorhersage und auch wie dieser Dynamo funktioniert, das kann man immer noch nicht, so dachte ich.

47:49Karl Urban Aber zum ersten Mal… Im Detail hast du recht, also im Detail gibt es immer noch sehr viele Fragen. Aber es gibt ein Paper, dessen Titel ist A Three -Dimensional Self -Consistent Computer Simulation of a Geometric Feared Reversal und das ist von Gary Glatzmeier und Paul Roberts und es ist erschienen am 21. September 1995.

48:15Karl Urban Wie man so will, ist es mein neunter Geburtstag gewesen, wie das Zufall so will.

48:21Franziska Konitzer Oh Gott, ihr habt deinen Geburtstag vor, das musst du mir nach der Folge nochmal sagen.

48:24Karl Urban Alles gut. Das ist mir nicht wichtig, außer es passieren wichtige Dinge, die mit dem Erdmagnetfeld zusammenhängen. Aber was das Besondere an diesem Paper ist, es ist Ihnen halt nicht nur gelungen zu erklären, dass es da dieses Dipolmagnetfeld gibt, sondern Sie haben einige zehntausend Jahre gerechnet und sie haben es geschafft, mehrere Umpolungen zu simulieren.

48:47Karl Urban Und das war also die große Frage, funktioniert das? Und seitdem, seit 1995, können wir also mit Fug und Recht sagen, ja, die Erde hat einen Geodynamo, der aus dem heißen Gestein, beziehungsweise eigentlich heißem Metall im Erdkern gespeist wird. Und wie genau das da unten alles funktioniert, also da geht es um ein Zusammenspiel vom heißen Konvektionsströmen, der Erdrotation, die Bewegung elektrisch geladener Teilchen in diesem geschmolzenen Metall - oder, Mantelumfeld.

49:22Karl Urban Das ist alles wahnsinnig kompliziert, wie du sagst. Und auch der Prozess der gelegentlichen Umpolung war kompliziert. Man konnte ihn in Ansätzen simulieren. Und wie das genau funktioniert und was man da noch für Fragen hat, das ist, würde ich sagen, nicht mehr Teil meiner Geschichte, in der es tatsächlich nur darum ging, wie das Magnetfeld der Erde, das Menschen schon vor über 2500 Jahren kannten, erst vor sehr kurzer Zeit in den meisten seiner Eigenschaften ausreichend und genau erklärt werden konnte.

49:54Franziska Konitzer Ja, danke für die Geschichte, Kai. Ich finde das cool.

49:58Karl Urban Sehr gerne.

50:00Franziska Konitzer Ja, ich finde, du hast überhaupt nicht in der Physik dilitiert.

50:03Karl Urban Dann bin ich froh.

50:09Franziska Konitzer Nee, ich fand das sehr cool. Dankeschön. Ich habe, als du bei James Clark Ross angefangen hast, die Nordwestpassage, habe ich auch mal sehr, sehr, sehr viel darüber gelesen und so weiter und so fort. Und diese ganze Nordwest -Passagen -Sucherei, da gibt's auch eine fantastische Fernsehserie dazu, die aber so creepy ist, dass ich sie nur einmal angeschaut habe.

50:29Franziska Konitzer Nicht zu James -Clarke -Ross, sondern zu … Diese Reisen waren auch ziemlich creepy, ne?

50:33Karl Urban Also ich glaub, da sind ja auch sehr viele verloren gegangen.

50:36Franziska Konitzer Ja, die gesamte Frontier -Expedition ist ja bei Hobbs gegangen. Von daher, ja. Nee, aber sehr cool, weil, gesagt, Magnetfeld, ohne wären wir gearscht. Wahrscheinlich wär's trotzdem einfacher, das zu erforschen, wenn einfach der Mars auch eins hätte oder sowas.

50:48Karl Urban Das wär irgendwie so … Genau, ich wollte mich noch bedanken bei André. Ich habe nämlich diese Folge eigentlich angefangen zu recherchieren, weil er mir vor schon vor einigen Monaten eine Frage geschickt hat. Und er wollte nämlich wissen, wie man diese Streifenmuster eigentlich untersucht hat, beziehungsweise wie man eigentlich die Orientierung von Gestein am Meeresboden bestimmt.

51:10Karl Urban Weil, wenn man da irgendwie mit dem U -Boot irgendwie runterfährt, man muss da ja irgendwie gucken, dass man das dann nicht verdreht, wenn man das wieder hochholt. Und man kann sich ja auch irgendwie nicht so richtig lokalisieren, wenn man da unten rumschwimmt. Und das war mir in dem Moment tatsächlich nicht klar. Und ich habe dann irgendwie was vermutet und ihm geantwortet.

51:26Karl Urban Aber dass das wirklich mit Magnetometern von Flugzeugen ausging, war für mich jetzt auch eine große Überraschung. Also vielen Dank, lieber André. Habe ich auch noch was beigelernt, was mich voll vom Hocker gehauen hat.

51:41Franziska Konitzer Ja, wie kam das vom Flugzeug aus? Das schaue ich hinterher.

51:44Karl Urban Ja, ich meine, dass das Coole am Magnetfeld ist, finde ich. Das ist so ein Ding, das kannst du ja auch von Satelliten wahnsinnig genau vermessen. Da gibt es ja auch immer wieder neue Missionen. Zurzeit läuft glaube ich immer noch diese Swarm -Mission von der ESA mit drei Satelliten, die es dann auch versucht, dreidimensional über die Zeit noch immer noch genauer zu vermessen.

52:03Karl Urban Und man hat wirklich direkte Informationen aus dem Erdkern. Da gibt es ja nicht so viele Möglichkeiten neben den seismischen Wellen letztlich.

52:11Franziska Konitzer Tja, dann würde ich sagen, stelle ich mich deinen Fragen und hoffe, dass du mich nicht fragst, wie alt das Erdmangel -Erdfeld ist, weil das weiß ich, das ist eine aktive Forschungsfrage und es ist jünger als gedacht.

52:22Karl Urban Das habe ich dir auch gar nicht erzählt.

52:24Franziska Konitzer Ja eben, deshalb Gott sei Dank nicht als Fangfrage oder irgendwie sowas, wenn, dann musst du mir darüber eine eigene Story erzählen.

52:30Karl Urban Genau, das wäre ich auf jeden Fall. Also dieses Thema schreit nach einem zweiten Teil. Und der erste Teil endet, wie immer, mit einem Quiz an dich, Franzi. Und meine erste Quizfrage an dich ist, in welcher Kultur wurde erstmals ein Kompass eingesetzt und wann war das ungefähr?

52:50Franziska Konitzer China, 500 vor Christus, auf Schiffchen.

52:55Karl Urban Auf Schiffchen, Schiffchen auf Schiffchen.

52:57Franziska Konitzer Schiffchen waren später aber die Städte, die sie so grob nach dem magnetischen, naja, Südpol ausgerichtet haben.

53:05Karl Urban Genau. Zweite Frage. Wie hieß der britische Arzt und Physiker, der im 16. Jahrhundert erstmals eine Idee davon formulierte, dass das Erdmagnetfeld ein Dipol ist?

53:15Franziska Konitzer William Gilbert.

53:21Karl Urban Schau, Rebecca, auf die Kippe.

53:25Franziska Konitzer Ein Name, den ich sofort vergessen werde, aber jetzt ging er doch seit nochem fest.

53:30Karl Urban Meine dritte Frage an dich. Ich nenne mindestens eine der frühen Ideen, wie das schwankende Erdmagnetfeld erklärt wurde.

53:40Franziska Konitzer Das schwankende Erdmagnetfeld? Achso, ja, Edmund Halley mit seinen hohlen Erdkugeln, die sich dann alle Dipolmagneten sind und alle so ein bisschen verschieben.

53:50Karl Urban Genau, genau. Das andere war das Magnetfeld der Sonne. Das kam dann ein bisschen später.

53:55Franziska Konitzer Ja, das klingt aber viel fader als eine hohle Erde mit lauter Kugeln.

53:58Karl Urban Das ist super gut. Frage 4. Wie konnte es sein, dass in einem Gestein die Magnetpole nach Osten und Westen ausgerichtet sind?

54:07Franziska Konitzer Weil es neben den großen Platten der Erde auch noch kleine Platten der Erde gibt, die die Frechheit besitzen, dass sie sich auch einfach mal gerade aufstellen und dann ist alles um 90 Grad verschoben.

54:16Karl Urban Genau. Und Frage 5, mein letzter. Was passierte an meinem 9. Geburtstag?

54:23Franziska Konitzer Da wurde erschienen ein Paper, was dreidimensional das Erdmagnetfeld schlüssig erklären konnte.

54:33Karl Urban Genau. Du hättest auch sagen können, Karl wurde neun Jahre alt, hätte ich auch gelten lassen.

54:43Franziska Konitzer Ah, stimmt. Ah, Mist. Also was war das Datum nochmal, Moment? Moment.

54:50Karl Urban Du musst die Folge dann nochmal anhören.

54:52Franziska Konitzer Oh, nee, Moment, ich kann hier einfach… Nee, war die Frage nicht einfach nur, was an deinem neunten Geburtstag passiert ist? Da war das Datum gar nicht dabei.

54:59Karl Urban Ja. Ich hab nur vorhin gesagt, wann das Paper erschienen ist.

55:02Franziska Konitzer Nein, du musst mir den Geburtstag sagen, damit ich ihn prompt vergesse und mich einen Tag später dafür entschuldige, dass ich es vergessen habe und dann nachträglich gratuliere. So läuft es immer bei mir ab.

55:10Karl Urban Das ist okay. Wie gesagt, ich gebe da eh kein gesteigertes Geld drauf. Es kommt ein tolles Pepper raus, dann freue ich mich.

55:18Franziska Konitzer Ja gut, dann ich bedanke mich bei dir für die Geschichte, Karl. Wie gesagt, wie alt das Erdmann im Magnetfeld ist, ist eine Frage, die mich auch schon journalistisch umgetrieben hat. Von daher, wenn du mir da eine Geschichte, und ja, das ist dein Link mit dem Zaunfall, dazu erzählen möchtest, dann go.

55:31Karl Urban Kommt auf jeden Fall.

55:32Franziska Konitzer Ja, finde ich gut. Dann haben wir es für heute, oder?

55:37Karl Urban Würde ich sagen.

55:38Franziska Konitzer Dann haben wir es und dann kann ich sagen, dass das war, die 80. Ausgabe von Astrogeo. Wir danken allen, die unsere Arbeit unterstützen. Das sind die regelmäßigen AbonnentInnen der Riff Reporter. Die Riff Reporter sind eine Genossenschaft von über 100 freien und unabhängigen, meine Güte, Journalistinnen und Journalisten, die zu vielen relevanten Themen arbeiten.

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56:12Franziska Konitzer Das ist unser Newsletter, in dem wir euch über neue Folgen von AstroGeo und andere Astro -Texte informieren. Und der Newsletter kostet nichts.

56:20Karl Urban Jawoll! Und wir danken auch allen, die diesen Podcast direkt unterstützen. Das hilft uns schon die Fixkosten zu decken, leider noch nicht viel mehr. Und deswegen freuen wir uns weiterhin über neue Unterstützer auf Steady oder über direkte Überweisung, die ihr uns auch schicken könnt. Und alle Möglichkeiten, uns finanziell unter die Arme zu greifen, findet ihr auf unserer Webseite astrogeo .de.

56:43Franziska Konitzer Und wenn euch die Folge gefallen hat, hinterlasst uns einen freundlichen Kommentar oder eine Bewertung bei iTunes, Spotify direkt auf unserer Webseite oder wo immer ihr diesen Podcast, Feedback oder Ideen für neue Themen könnt ihr uns auch auf Mastodon zukommen lassen unter astro -geo at chaos .social und auf ex -ehemals Twitter findet ihr uns als astro -geo oder ihr könnt uns eine E -Mail schreiben an redaktion at astrogeo .de.

57:09Karl Urban Und zuletzt danken wir euch fürs Zuhören. Wir sagen Tschüss, ad astra und Glück auf. Bis zum nächsten Mal.

57:26Franziska Konitzer Untertitel der Amara .org -Community.