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FORSCHUNG/306: Satellitentrio überwacht Erdmagnetfeld (idw/GFZ)


Helmholtz-Zentrum Potsdam / Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ - 02.04.2014

Globaler Wandel im Satellitenblick - DFG-SPP

Neues Schwerpunktprogramm zur Erforschung des Systems Erde mit Hilfe einer Konstellation von Satelliten


02.04.2014: Das Satellitentrio Swarm liefert umfangreiche Datensätze zum Erdmagnetfeld, zum Erdschwerefeld und zur Hochatmosphäre. Diese Daten sind unverzichtbar zur Überwachung des globalen Wandels. Im neuen Schwerpunktprogramm "Study of Earth System Dynamics with a Constellation of Potential Field Missions" der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG werden diese Daten genutzt, um Veränderungen im Erdmagnetfeld, im erdnahen Weltraum und in den dafür verantwortlichen Prozessen zu ermitteln und zu quantifizieren.

Das Bild zeigt eine halbierte Erde mit feurigem, rundbelassenem Erdkern und die drei SWARM-Satelliten - Abbildung: © ESA/AOES Medialab

SWARM-Konstellation
Abbildung: © ESA/AOES Medialab

Gezeigt wird ein einzelner SWARM-Satellit, auf dem Dach Solarpaneelen - Abbildung: © Astrium

SWARM im All
Abbildung: © Astrium

Professor Hermann Lühr und Professor Claudia Stolle von Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ in Potsdam koordinieren dieses neue Schwerpunktprogramm. Im Zentrum der Forschungen stehen die Messdaten der ESA-Satellitenmission Swarm. Die aus drei baugleichen Raumfahrzeugen bestehende Flotte wurde am 22. November 2013 erfolgreich gestartet und nimmt nach abgeschlossener Systemerprobung ihren wissenschaftlichen Betrieb Mitte April 2014 auf, der mindestens vier Jahre dauern wird. Das Satellitentrio wird durch hochpräzise Messungen das Erdmagnetfeldes überwachen, Veränderungen des Schwerefeldes registrieren und Sondierungen in der Hochatmosphäre vornehmen.

Abbildung: © GFZ

Die Verteilung der magnetischen Feldstärke an der Erdoberfläche (a) zeigt über dem südlichen Atlantik eine Schwächezone, in der die abschirmende Wirkung des Magnetfelds deutlich reduziert ist. b) Die Verteilung der (radialen) vertikalen Flussdichte des Magnetfelds an der Grenze von Erdkern zu Erdmantel in 2900 km Tiefe lässt Rückschlüsse auf die im Erdkern ablaufenden Prozesse zu. Rot bedeutet positive, blau negative Polarität. Zur Orientierung sind auch hier die Umrisse der Kontinente eingezeichnet. c) Die Änderung der Feldstärke von 1980 bis 2010. Im Gebiet des südlichen Atlantiks ist sie mit einer Abnahme von zwölf Prozent besonders stark.
Abbildung: © GFZ

Abbildung: © GFZ

Dreidimensionale Darstellung des Magnetfeldsignales der Lithosphäre in 100 km Höhe. Besonders herausstechend ist die Kursk-Magnetfeldanomalie. Sie erzeugt das stärkste Signal in Satellitenhöhe und kann mit dem gleichnamigen Eisenerzlager in Russland in Verbindung gebracht werden. Prominent tritt auch die Bangui-Anomalie in Zentralafrika hervor, deren Herkunft noch ungeklärt ist.
Abbildung: © GFZ

"Neben der Aufschlüsselung von Dynamoprozessen im Erdkern und einer genauen Kartierung des Krustenfeldes können Magnetfeldmessungen zur Erforschung von Transportprozessen geladener Teilchen in der Hochatmosphäre und großräumiger Ozeanzirkulationen herangezogen werden", erklärt Professor Lühr. In ähnlicher Weise erzeugen Massentransporte in und auf der Erde Veränderungen des Schwerefelds. Für das Schwerpunktprogramm DynamicEarth sind Änderungen im Schwerefeld durch den Wasserhaushalt von großem Interesse, z.B. das Abschmelzen der Eisbedeckung und regionale Grundwasserspiegelschwankungen. "Grundlegende Beobachtungen des Erdmagnetfeldes und des Schwerefeldes zusammen mit in-situ Messungen in der oberen Atmosphäre liefern wichtige Ergänzungen zur Interpretation des globalen Wandels", fügt Professor Stolle hinzu.

Abbildung: © GFZ

Verteilung der durch Ozeangezeiten erzeugten Magnetfelder. Dargestellt ist die Situation für den Vollmond über dem Atlantik.
Abbildung: © GFZ

Mit der Einrichtung des DFG-Schwerpunktprogramms "DynamicEarth" erforschen deutsche Wissenschaftler in universitären und außer-universitären Einrichtungen in Kooperation mit internationalen Projektpartnern das System Erde in einem interdisziplinären Forschungsverbund. Die neuen Swarm-Daten werden hierfür grundlegend sein. Dabei können die Wissenschaftler auf Erfahrungen aus den bereits gesammelten Datensätze der sehr erfolgreich verlaufenen Vorgängermissionen CHAMP, Ørsted, GRACE und GOCE zurückgreifen.



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http://idw-online.de/de/institution42

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Quelle:
Informationsdienst Wissenschaft e. V. - idw - Pressemitteilung
Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ,
Dipl.Met. Franz Ossing, 02.04.2014
WWW: http://idw-online.de
E-Mail: service@idw-online.de


veröffentlicht im Schattenblick zum 8. April 2014