Erdmagnetfeld und Kompass einfach erklärt

Das Magnetfeld der Erde stammt zum allergrößten Teil aus ihrem Inneren. Rund 3000 Kilometer unter deinen Füßen liegt der äußere Erdkern, eine Schicht aus flüssigem, sehr heißem Metall, überwiegend Eisen. Dieses Material ist elektrisch leitfähig und ständig in Bewegung, weil Wärme aus der Tiefe nach außen strömt. Durch die Erdrotation werden die Strömungen zusätzlich verwirbelt.

Bewegtes, leitfähiges Metall erzeugt elektrische Ströme, und diese Ströme wiederum erzeugen ein Magnetfeld. Das Feld verstärkt die Ströme, die Ströme verstärken das Feld: Fachleute sprechen vom Geodynamo. Nach gängiger Darstellung gehen etwa 95 Prozent des Feldes auf diesen Mechanismus zurück. Der Rest stammt unter anderem von magnetisierten Gesteinen in der Kruste und von Strömen in der oberen Atmosphäre.

Verglichen mit einem Neodym-Magneten ist das Erdmagnetfeld sehr schwach. Am Äquator misst man rund 30 Mikrotesla, in Polnähe etwa doppelt so viel. In Mitteleuropa liegt die Gesamtstärke bei ungefähr 48 Mikrotesla. Zum Vergleich: Ein kleiner Neodym-Magnet erreicht an seiner Oberfläche leicht das Zehntausendfache.

Trotz seiner Schwäche leistet das Feld Enormes. Es bildet weit draußen im All die Magnetosphäre, eine Art Schutzschild, der geladene Teilchen des Sonnenwinds ablenkt. Ohne ihn könnte der Sonnenwind die Atmosphäre nach und nach abtragen, wie es beim Mars vor langer Zeit vermutlich geschehen ist. Die Polarlichter zeigen dir, wo solche Teilchen doch eindringen.

Den Winkel zwischen Kompass-Norden und geografischem Norden nennt man Missweisung oder Deklination. Sie hängt von deinem Standort ab und ändert sich im Lauf der Jahre. Wichtig: Die Nadel zeigt nicht schnurgerade auf den magnetischen Pol, sondern folgt der Richtung des Feldes genau dort, wo du gerade stehst. Deshalb ist die Missweisung auch keine einfache Geometrie, sondern muss gemessen und berechnet werden.

Liegt magnetisch Nord östlich von geografisch Nord, spricht man von östlicher, sonst von westlicher Missweisung. Für die Praxis gilt:

• Aktuellen Wert nachsehen: Auf guten Wanderkarten steht die Missweisung am Rand. Den aktuellen Wert für deinen Ort liefert zum Beispiel der Rechner der US-Behörde NOAA.
• Umrechnen: Östliche Werte werden zur Kompasspeilung addiert, westliche abgezogen, um die geografische Richtung zu erhalten.
• Störungen meiden: Eisen, Autos, Stromleitungen und Magnete in der Nähe verfälschen die Anzeige.

Übrigens nutzen auch Smartphones für ihre Kompass-Apps Weltmodelle des Magnetfelds wie das World Magnetic Model, das regelmäßig aktualisiert wird, zuletzt in der Version für 2025.

Viele Tiere nutzen das Erdmagnetfeld als Navigationshilfe. 1972 zeigten Roswitha und Wolfgang Wiltschko an Rotkehlchen, dass Zugvögel die Neigung der Feldlinien wahrnehmen. Sie unterscheiden also nicht Nord und Süd, sondern "polwärts" und "äquatorwärts".

• Meeresschildkröten lesen Stärke und Neigung des Feldes wie eine grobe Landkarte und finden so auf Wanderungen über ganze Ozeane ihren Weg.
• Lachse und Langusten orientieren sich ebenfalls magnetisch.
• Brieftauben, Bienen und sogar Graumulle reagieren nachweislich auf Magnetfelder.

Wie der Sinn genau funktioniert, ist noch nicht vollständig geklärt. Bei Vögeln gilt ein lichtabhängiger Vorgang in Proteinen namens Cryptochrome im Auge als wichtigster Kandidat. Ob auch Menschen einen Magnetsinn haben, ist bisher offen.