Das Magnetfeld der Erde schützt uns ... vor welcher Bedrohung?

Tatsächlich können die Teilchenenergien in einer großen Sonneneruption bis zu 1 GeV erreichen, aber die Spitzenenergie einiger Teilchen ist nicht wirklich das Problem. Das Problem ist der Fluss dieser hochenergetischen Teilchen. Ein 10-MeV-Proton oder -Elektron reißt so ziemlich durch die meisten Körper von Raumfahrzeugen, daher ist ihre Elektronik bei diesen Energien effektiv Teilchen ausgesetzt.

Die oft damit verbundenen koronalen Massenauswürfe (CMEs), die in Verbindung mit großen Sonneneruptionen erzeugt werden, tragen erhöhte Flüsse von >MeV Protonen und Elektronen mit sich. Diese Blobs aus Plasma und Magnetfeldern komprimieren das Erdmagnetfeld, das Gleichströme in unseren Stromnetzen induzieren und geosynchrone (oder GPS, ich vergesse, welche Umlaufbahn in der mitrotierenden Höhe) Raumschiffe der hohen Strahlung aussetzen. Nachdem die CME vorbei ist, sind die Auswirkungen nicht vorbei, da sie oft einen geomagnetischen Sturm induzieren, der die Strahlungsgürtel verstärkt und somit mitrotierende Raumfahrzeuge weiter hochenergetischen Teilchen aussetzt (daher der Name "Killerelektronen" für die äußeren Strahlungsgürtel). .

Ich werde später mehr hinzufügen und einige Links einfügen, aber der Punkt ist, dass unser Magnetfeld eine enorme Menge tut, um zu verhindern, dass unser Leben unglaublich kompliziert wird, wie es Timaeus vermied.

Aktualisierte Version
Tatsächlich können Teilchenenergien in einer großen Sonneneruption bis zu 1 GeV erreichen , aber die Spitzenenergie einiger Teilchen ist nicht wirklich das Problem. Das Problem ist der Fluss dieser hochenergetischen Teilchen. Ein 10-MeV-Proton oder -Elektron reißt so ziemlich durch die meisten Körper von Raumfahrzeugen, daher ist ihre Elektronik bei diesen Energien effektiv Teilchen ausgesetzt.

Die oft damit verbundenen koronalen Massenauswürfe (CMEs) , die in Verbindung mit großen Sonneneruptionen erzeugt werden, tragen erhöhte Flüsse von >MeV Protonen und Elektronen mit sich. Diese Blobs aus Plasma und Magnetfeldern komprimieren das Erdmagnetfeld, das Gleichströme in unseren Stromnetzen induzieren und geosynchrone (oder GPS, ich vergesse, welche Umlaufbahn in der mitrotierenden Höhe) Raumschiffe der hohen Strahlung aussetzen. Nachdem die CME vorbei ist, sind die Auswirkungen nicht vorbei, da sie oft einen geomagnetischen Sturm induzieren, der die Strahlungsgürtel verstärkt und somit mitrotierende Raumfahrzeuge weiter hochenergetischen Teilchen aussetzt (daher der Name "Killerelektronen" für die äußeren Strahlungsgürtel). .

Das Magnetfeld der Erde trägt auch dazu bei, unsere Atmosphäre vor ionisierender Erosion zu schützen. Damit meine ich, dass ein Atom, sobald es ionisiert und dem Massenstrom des Sonnenwindes ausgesetzt ist , ein leitfähiges elektrisches Feld erfährt ($\mathbf{E} = -\mathbf{V} \times \mathbf{B}$) und reagieren wie ein Pick-up-Ion . Die Kraft auf das Teilchen durch ein solches elektrisches Feld kann leicht die Gravitationskraft übersteigen, wodurch das Teilchen von der Atmosphäre befreit wird. Ohne das Magnetfeld der Erde würde der ionisierte Teil der oberen Atmosphäre, die sogenannte Ionosphäre , aufgrund der zusätzlichen Ionisierungseffekte des Sonnenwinds zunehmen. Derzeit sind nur geladene Teilchen mit Energien >10–100 MeV, neutrale Neutronen oder hochenergetische Photonen (z. B. UV- , Röntgen- und/oder$\gamma$-Strahlen ) können unsere Atmosphäre erreichen und zur Gesamtionisation beitragen.

Es ist zweifelhaft, dass wir während eines Polwechsels des Erdmagnetfelds unsere Atmosphäre vollständig verlieren würden, wenn man bedenkt, dass in der Vergangenheit mehrere Polwechsel stattgefunden haben. Der Punkt ist jedoch, dass unser Magnetfeld eine enorme Menge tut, um zu verhindern, dass unser Leben unglaublich kompliziert wird, wie Timaeus es vermied.

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Wenn das Magnetfeld geladene Teilchen ablenkt, wird die Energie abgelenkt und das bedeutet weniger Strahlung und weniger ionisierende Strahlung von den Teilchen, die abgelenkt werden.

Ein Solarelektron, Proton oder Alphateilchen mit 10 keV wäre in der Lage, Moleküle und Atome zu ionisieren. Und diejenigen, die es tun, können dann andere ionisieren und so weiter, bis es sich auf genug Dinge ausbreitet, dass es nicht mehr ionisiert.

Beim Menschen kann ionisierende Strahlung zur Bildung freier Radikale beitragen. Und ja, das ist selbstverständlich. Aber um diesen Effekten entgegenzuwirken, müssen Sie Antioxidantien haben. Je mehr ionisierende Strahlung, desto mehr Antioxidantien benötigen Sie, um mit ihnen fertig zu werden.

Ähnliches passiert in der Höhe. Es ist nicht das Ende der Welt, aber Sie erleiden mehr Schaden. Einigen dieser Schäden kann entgegengewirkt werden, indem man einfach genügend Antioxidantien zu sich nimmt, aber das bedeutet, dass man nicht so sehr an ihnen sparen und damit davonkommen kann. Und einige Schäden können einfach nicht repariert werden, da sie zufällig sind.

Für mich wäre es also ähnlich wie weniger Atmosphäre zu haben. Allerdings ist nicht jedes Leben gleich verwundbar. Vielleicht wäre es für Lebensformen verschiedener Epochen schlimmer. Aber das Magnetfeld wird ziemlich schwach, wenn es umkippt, also kann es nicht sein, dass alles sofort stirbt, ohne dass das Magnetfeld es schützt.

Ich bin sicher, dass die Leute genau untersucht haben, wie es zum Beispiel Astronauten auf ihrem Weg zum Mars beeinflussen wird. Aber das wäre menschenzentriert. Ich war mir nicht sicher, welche Dinge um alles in der Welt Sie beschützen wollten.

Und wenn Sie höhere Mutationen durch mehr Schäden an DNA und Mitochondrien hatten, kann dies gut oder schlecht sein. Wir haben uns in einer Umgebung mit einer bestimmten Menge an Strahlung entwickelt, sind also daran angepasst, mehr oder weniger können Auswirkungen haben, aber wenn es immer mehr oder immer weniger gewesen wäre, wären wir vielleicht daran angepasst und das wäre normal.