Keine Sorge: Unsere Atmosphäre hat kein Ablaufdatum überschritten und die Erde steht keineswegs ungeschützt vor der Strahlung der Sonne. Hinter den spektakulären Begriffen rund um unser Schutzschild steckt jedoch ein reales, hochgradig faszinierendes geophysikalisches Phänomen. Über Südamerika und dem südlichen Atlantik existiert tatsächlich eine weitläufige Region, in der das Erdmagnetfeld messbar schwächer ist als im globalen Durchschnitt: die sogenannte Südatlantische Anomalie (South Atlantic Anomaly, kurz SAA).

Raumfahrtagenturen wie die NASA und die europäische Weltraumorganisation ESA beobachten diesen Bereich seit Jahrzehnten intensiv mit hochpräzisen Satelliten. Der beliebte Web-Kanal BaconRants bringt das Thema in einem unterhaltsamen Short kurz und knackig auf den Punkt – hier sind die wissenschaftlichen Details und Hintergründe dazu.

Eine „Delle“ im Schutzschild: Was ist die Südatlantische Anomalie?

Das Erdmagnetfeld fungiert als gigantischer unsichtbarer Schutzschild, der unseren Heimatplaneten vor hochenergetischen Teilchen des Sonnenwinds und der interstellaren kosmischen Strahlung abschirmt. Erzeugt wird dieses Feld tief im Erdinneren: Im flüssigen äußeren Erdkern zirkuliert in rund 2.900 bis 5.100 Kilometern Tiefe geschmolzenes Eisen und Nickel. Durch die Rotation der Erde und thermische Konvektion entstehen dort über den sogenannten Geodynamo mächtige elektrische Ströme, die das globale Dipolfeld antreiben.

Dieser Schutzschild ist jedoch kein perfekt gleichmäßiger Stabmagnet. Schon Seefahrer und Forschende des 19. Jahrhunderts stellten fest, dass die Feldstärke regional schwankt. Die mit Abstand auffälligste Unregelmäßigkeit ist die Südatlantische Anomalie. In diesem Gebiet ist das Magnetfeld an der Erdoberfläche und im erdnahen Orbit spürbar schwächer als auf vergleichbaren Breitengraden der Nordhalbkugel. Die NASA bezeichnet diese Region bildhaft gerne als „Delle“ oder „Schlagloch“ im planetaren Magnetfeld.

Anzeige

Zahnräder Gehirn Mensch KopfAuch lesenswertPsychologische Gesetze, Faustregeln und Denkfehler: die große ÜbersichtOckhams Rasiermesser, Parkinsons Gesetz, Anker-Effekt, Survivorship Bias: 29 Gesetze, Faustregeln und Denkfehler kurz erklärt – mit Beispielen.

Ursache dafür sind unter anderem gigantische thermische und stoffliche Barrieren tief an der Grenze zwischen dem Erdmantel und dem äußeren Erdkern. Eine dieser Zonen – von Geophysikern als sogenannte LLSVP (Large Low-Shear-Velocity Province) bezeichnet – liegt tief unter dem afrikanischen Kontinent. Diese dichten Gesteinsmassen beeinflussen das Strömungsmuster des flüssigen Metalls. Dadurch entsteht lokal ein Bereich mit umgekehrter magnetischer Flussrichtung, der das von innen nach außen dringende Gesamtfeld abschwächt.

Teilt sich die Anomalie wirklich auf?

In den vergangenen Jahren haben kontinuierliche Messungen der europäischen Swarm-Satellitenmission der ESA eine bemerkenswerte Entwicklung offengelegt: Das Feld über dem Südatlantik schwächt sich nicht nur seit Jahrzehnten langsam ab, sondern seine geometrische Struktur verändert sich aktiv.

Seit rund zehn Jahren zeichnet sich in den Daten ab, dass die Südatlantische Anomalie zwei separate Zentren minimaler Magnetstärke ausbildet. Während das ursprüngliche Hauptminimum über Südamerika liegt, hat sich südwestlich von Afrika eine zweite Schwächezone etabliert. Forschende sprechen in diesem Zusammenhang tatsächlich von einer beginnenden „Aufspaltung“ der Zone geringster Feldstärke.

Dabei reißt jedoch kein Loch in die Erdhülle und die Magnetosphäre verschwindet an dieser Stelle nicht völlig. Es handelt sich vielmehr um eine großräumige Verformung der magnetischen Feldlinien, die den dynamischen Turbulenzen im flüssigen Eisenkern folgt. Solche Verlagerungen sind ein natürlicher Ausdruck dafür, dass der Erdkern ständig in Bewegung ist.

Gefahr für die Technik im Orbit, Entwarnung am Boden

Warum sorgt diese magnetische Delle bei Raumfahrtagenturen wie der NASA und ESA für so viel Aufmerksamkeit? Die praktischen Auswirkungen zeigen sich nicht am Erdboden, sondern im erdnahen Weltraum (Low Earth Orbit, LEO).

Weil das Magnetfeld hier schwächer ist, sinkt der innere Van-Allen-Strahlungsgürtel – eine Zone hochenergetischer, vom Magnetfeld eingefangener Protonen – in der Region der SAA bis auf rund 200 Kilometer Höhe herab. In anderen Regionen der Erde beginnt dieser Gürtel erst ab etwa 1.000 Kilometern Höhe. In Höhen zwischen 300 und 800 Kilometern kreuzen täglich Hunderte Satelliten, Erdbeobachtungsmissionen und die Internationale Raumstation ISS diesen Bereich.

Durchqueren Satelliten die Südatlantische Anomalie, sind ihre elektronischen Bauteile einem deutlich erhöhten Beschuss durch Protonen ausgesetzt. Dies führt häufig zu sogenannten „Single Event Upsets“ (SEUs): winzigen Bit-Flips im Speicher, Rechenfehlern oder temporären Systemabstürzen. Weltraumteleskope wie das Hubble-Teleskop schalten während des Durchflugs routinemäßig empfindliche Instrumente ab, um Detektoren vor Rauschen und Verschleiß zu schützen. Auch Astronauten auf der ISS erhalten während der kurzen Passage durch die Anomalie den größten Teil ihrer täglichen Strahlendosis.

Für das Leben auf der Erdoberfläche besteht dagegen keinerlei Gefahr. Die schützende Schicht, die uns vor ionisierender Strahlung bewahrt, ist in erster Linie unsere dichte Atmosphäre. Mit einer Masse von rund zehn Tonnen Luft über jedem Quadratmeter Boden absorbiert die Lufthülle kosmische Partikel so wirkungsvoll wie eine meterdicke Wand aus massivem Beton oder Wasser. Am Erdboden ist die zusätzliche Strahlung durch die SAA messtechnisch kaum relevant.

Steht uns ein plötzlicher Polsprung bevor?

Da das Erdmagnetfeld in den letzten zwei Jahrhunderten global um durchschnittlich rund neun Prozent an Stärke verloren hat und die Südatlantische Anomalie wächst, wird gelegentlich über eine bevorstehende magnetische Umpolung spekuliert. Bei einem Polsprung vertauschen magnetischer Nord- und Südpol ihre Plätze – ein Prozess, der in der Erdgeschichte immer wieder vorkam (die letzte vollständige Umkehr, das Brunhes-Matuyama-Ereignis, fand vor etwa 780.000 Jahren statt).

Geowissenschaftler des Deutschen GeoForschungsZentrums (GFZ) in Potsdam sowie der schwedischen Universität Lund geben jedoch fundierte Entwarnung:

  1. Natürliche Schwankungen: Paläomagnetische Rekonstruktionen aus Sedimentkernen und vulkanischen Gesteinen belegen, dass ähnliche Schwächezonen wie die heutige Anomalie in den letzten 9.000 Jahren mehrfach aufgetreten und nach einigen Jahrhunderten wieder abgeklungen sind, ohne in eine Umpolung zu münden.
  2. Langsame Prozesse: Eine geomagnetische Feldumkehr vollzieht sich nicht plötzlich oder innerhalb weniger Jahre. Es handelt sich um geologische Zyklen, die typischerweise mehrere tausend Jahre andauern.
  3. Kein Zusammenbruch des Feldes: Selbst während einer Umpolung bricht das Magnetfeld niemals vollständig auf null zusammen. Es verliert an Symmetrie und bildet temporär mehrere lokale Pole aus, behält aber stets eine schützende Grundstärke.

Das Erdmagnetfeld ist ein dynamisches, lebendiges System. Die Südatlantische Anomalie ist kein Vorbote einer globalen Krise, sondern ein lehrreiches Fenster in die physikalischen Vorgänge im Inneren unseres Planeten.

Häufige Fragen

Ist die Erdatmosphäre durch die Südatlantische Anomalie gefährdet?

Nein. Die Atmosphäre verliert dadurch weder an Dichte noch an Schutzwirkung. Sie wird durch die Schwerkraft der Erde sicher gehalten und bietet dank ihrer gewaltigen Masse einen vollständigen Schutz vor kosmischer Strahlung für das Leben am Boden.

Warum bildet die Anomalie zwei Zentren aus?

Die Aufspaltung beruht auf gegenläufigen Flusswirbeln des flüssigen Erdkerns an der Kern-Mantel-Grenze. Speziell unter Afrika und dem Südatlantik stören tief sitzende Gesteinsstrukturen die gleichmäßige Konvektion, was zu zwei getrennten Minima führt.

Funktionieren Smartphones und GPS im Gebiet der Anomalie normal?

Ja. Am Boden und in Reiseflughöhen von Verkehrsflugzeugen sind Navigationsgeräte, Mobilfunknetze und elektrische Infrastrukturen voll einsatzfähig. Beeinträchtigungen betreffen ausschließlich Satelliten und Instrumente im Weltraum.

Ist die Südatlantische Anomalie der Beginn eines Polsprungs?

Nach aktuellen geophysikalischen Modellen und Studien der Universitäten Lund und GFZ Potsdam spricht nichts dafür. Die Anomalie bewegt sich im Rahmen historischer Schwankungsmuster, die in der Vergangenheit regelmäßig ohne Polaritätswechsel wieder abgeklungen sind.

Quellen