In einem großen, lagerähnlichen Labor auf dem Campus der University of Maryland wirbelt eine Kugel aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von zehn Fuß schnell herum. Es ist das größte sich drehende Modell des Erdinneren, das jemals gebaut wurde, und ähnelt dem Star Wars Death Star, nur glänzender. Der Geophysiker Daniel Lathrop will damit unter anderem vorhersagen, wann sich das Erdmagnetfeld das nächste Mal umkehren wird.
Im Laufe der Geschichte unseres Planeten hat sich das Feld hunderte Male gewendet: Der magnetische Norden ist zum Boden des Planeten gerutscht, während der magnetische Süden nach Norden gereist ist. Signaturen in Vulkangesteinen zeigen, dass der Wechsel vor 780.000 Jahren stattfand, als die menschlichen Vorfahren nur lernten, Feuer zu machen.
Wir sind immer noch hier, also werden wir die nächste Umkehrung wahrscheinlich überleben - aber wir wissen nicht, was uns erwartet. Während der Umkehrung, einem allmählichen Ereignis, das ungefähr tausend Jahre dauert, wird das Feld geschwächt. Bombardiert uns die Strahlung unserer Sonne, ohne den Schutz, den sie bietet? Werden Zugvögel, die sich auf das Feld verlassen, hoffnungslos verwirrt? Und wann wird es passieren? Einige Schätzungen sagen "bald", was für einen Geophysiker in den nächsten 10.000 Jahren sein könnte. Es könnte sogar morgen anfangen.
Hier kommt Lathrops Kugel ins Spiel. In ihr ist eine weitere Kugel eingebettet - der Raum zwischen den beiden mit 12 Tonnen flüssigem Natrium gefüllten, auf 250 Grad Fahrenheit erhitzten. Beim Set-Spinning ahmt das Setup das flüssige Roiling-Eisen im äußeren Erdkern nach, das elektrische Ströme erzeugt, die das Magnetfeld in einem als Dynamo bezeichneten Prozess erzeugen. Sein Team hofft herauszufinden, wie sich das Erdfeld bildet und entwickelt. "Jede Theorie, die sie ausschließen können, ist für viele von uns eine Neuigkeit auf der Titelseite", sagt Peter Olson, Erd- und Planetenwissenschaftler an der Johns Hopkins University.
Nur die Kugel zum Laufen zu bringen, war eine große Leistung: Acht Jahre für Planung und Bau, zwei Jahre für Experimente mit Wasser und weitere sechs Monate, um das Wasser abzulassen und Natrium einzufüllen, ein Element, das zu Explosionen führen kann. „Gefahren müssen beachtet werden“, sagt Lathrop.
Mit der Kugel, die sich mit 45 Meilen pro Stunde drehte, und ein wenig Hilfe von Elektromagneten sah das Team kurzlebige magnetische Ausbrüche im Natrium. Wenn sich die Drehgeschwindigkeit später in diesem Jahr auf fast 90 Meilen pro Stunde erhöht, kann das Natrium ein Feld ohne zusätzlichen Anstoß erzeugen. Wenn dies der Fall ist und eine Sekunde des Experiments 5.000 Jahre Erdzeit entspricht, könnten die Forscher eine Umkehrung vor allen anderen auf dem Planeten feststellen.
