: Nachbaumodelle des Geodynamos
Forschern gelang es jetzt erstmals für kurze Zeit ein Magnetfeld durch flüssiges Metall zu erzeugen. Als Nächstes wollen Karlsruher Wissenschaftler untersuchen, welche Faktoren zu einer Umpolung des magnetischen Feldes führen können
Zwar wurden in Computersimulationen bereits einige Eigenschaften des Geodynamos nachgebildet, doch im Versuch ist es bisher noch nicht gelungen, dessen physikalischen Grundmechanismus nachzuweisen – den so genannten Alpha-Effekt: Eine elektrisch leitende Flüssigkeit, die sich schnell auf schraubenförmigen Bahnen bewegt, erzeugt ein Magnetfeld, das sich selbst erhält.
Jetzt gelang es zwei Forschergruppen fast gleichzeitig im Labor, einen vereinfachten Geodynamo zu schaffen. Wissenschaftler vom Forschungszentrum Rossendorf bei Dresden erzeugten in Riga ein Magnetfeld aus einem Einzelwirbel flüssigen Natriums.
Wenige Wochen später gelang am Forschungszentrum Karlsruhe ein Experiment, bei dem erstmals ein permanentes Magnetfeld erzeugt wurde und zehn Minuten lang stabil blieb.
Im Karlsruher Versuch wurde Natrium in einem zylindrischen Behälter durch 52 schraubenförmige, je einen Meter lange Kanäle gepumpt. Der Ursprung des Erdmagnetfeldes ist die Magmabewegung im äußeren Erdkern. In dieser 2.200 Kilometer dicken Kugelschale wird das Magma, im Wesentlichen dünnflüssiges Eisen, durch die Rotation der Erde zu schraubenförmigen Bewegungen parallel zur Erdachse gezwungen. Im Karlsruher Experiment war die Drehrichtung benachbarter Schrauben gegensinnig und entsprach so der Magmabewegung des äußeren Erdkerns.
Beide Versuche wurden mehr als fünf Jahre lang vorbereitet und kosteten mehrere Millionen Mark. Damit der Versuchsaufbau nicht noch gigantischere Ausmaße annahm, musste das verwendete Metall bei niedrigen Temperaturen schmelzen, eine hohe elektrische Leitfähigkeit besitzen und dabei so dünnflüssig sein, dass es schnell gepumpt werden kann. Über diese Merkmale verfügt nur Natrium, das schon bei 97 Grad Celsius schmilzt. Es ist jedoch ein gefährlicher Stoff, der sehr aggressiv ist und sich beim Kontakt mit Luft entzündet.
Trotz dieser Schwierigkeiten gelang das Experiment. Als Nächstes wollen die Karlsruher Wissenschaftler erforschen, welche Auswirkungen zu einer Umpolung des Magnetfeldes führen können. CLAUDIA BORCHARD-TUCH
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