Wie stark ist das Magnetfeld der Erde?
Das Erdmagnetfeld variiert je nach Standort auf der Erdoberfläche. In Regionen in der Nähe der Magnetpole wie Sibirien, Kanada und der Antarktis kann sie 60 Mikroteslas (0,6 Gauss) überschreiten, während sie in weiter entfernten Regionen wie Südamerika und Südafrika etwa 30 Mikroteslas (0,3 Gauss) beträgt. In der Nähe der Pole nimmt die Feldstärke mit dem umgekehrten Quadrat der Entfernung ab, während sie bei größeren Entfernungen, wie z. B. im Weltraum, mit dem Würfel der Entfernung abnimmt. Wo sich der Nullmeridian mit dem Äquator schneidet, beträgt die Feldstärke etwa 31 Mikroteslas.
Die Region, in der sich die Magnetfeldlinien der Erde in den Weltraum erstrecken, wird als Magnetosphäre bezeichnet und beeinflusst die Flugbahnen des geladenen Sonnenwinds in Entfernungen von mehr als 10 Erdradien. Sonnenwind, der mit großer Geschwindigkeit von der Sonne in alle Richtungen ausgestoßen wird, kollidiert mit der Magnetosphäre in einer Region, die als Bugschock bezeichnet wird. Wie die Schwerkraft hat der Magnetismus eine unendliche Reichweite, obwohl er mit der Entfernung so schnell abnimmt, dass seine Kraft bei Entfernungen weit über 10 Erdradien sehr gering ist.
30-60 Mikroteslas für das Magnetfeld der Erde klingt vielleicht nicht nach viel, aber wenn man das Gesamtvolumen des Feldes berücksichtigt, ist seine Gesamtenergie extrem groß, viel größer als jedes künstlich erzeugte Magnetfeld. Um eine bessere Vorstellung davon zu bekommen, was ein Tesla ist, hat ein typischer Stabmagnet eine Feldstärke von 10 Milliteslas, ein starker Elektromagnet 1 Tesla, ein starker Labormagnet 10 Teslas und die Oberfläche eines Neutronensterns etwa 100 Megateslas.
Das Erdmagnetfeld ist im Vergleich zu lokalisierten Magnetfeldern vielleicht nicht so stark, aber es wirkt sich auf Mineralien auf der gesamten Erdoberfläche aus. Wenn Magma aus Rissen in den Ozeanen austritt und sich abkühlt, spiegelt sich die Ausrichtung des Erdmagnetfelds in der resultierenden Struktur des abgekühlten Gesteins wider. Durch die Analyse von Magma, das vor Millionen von Jahren ausgehärtet ist, haben Wissenschaftler herausgefunden, dass dieses Feld etwa alle 250.000 Jahre umschlägt.