Das Erdmagnetfeld
Der Magnetpol nahe dem geografischen Nordpol ist physikalisch ein Südpol. Deshalb zeigt das Nordende eines Kompasses dorthin.
Die Erde verhält sich wie ein Stabmagnet
Ein Kompass funktioniert, weil die Erde ein eigenes Magnetfeld besitzt. Laut NOAA ähnelt es stark dem Feld eines Stabmagneten, der im Mittelpunkt der Erde läge. Mehr als 90 Prozent des gemessenen Feldes entstehen im Erdinneren: Im äußeren Kern strömt flüssiges Eisen und führt elektrische Ströme mit sich. Der Rest stammt von magnetisierten Gesteinen in der Erdkruste sowie von Strömen hoch in der Atmosphäre und im Weltraum.
Hier lauert eine Namensfalle. Der Nordpol einer Kompassnadel wird vom Magnetpol in der Arktis angezogen. Ungleichnamige Pole ziehen sich an. Dieser arktische Magnetpol muss physikalisch also ein Südpol sein. OpenStax bezeichnet den üblichen Namen, magnetischer Nordpol, als irreführend. In der Geografie bleibt der Ortsname erhalten; in der Physik merkt man sich, dass der Erdmagnet sein südpolartiges Ende im Norden hat. Feldlinien treten nahe dem geografischen Südpol aus der Erde aus und nahe dem geografischen Nordpol ein.
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Geneigt und nicht genau an den Polen
Die magnetische Achse fällt nicht mit der Rotationsachse der Erde zusammen. Für das World Magnetic Model 2020 gibt die NOAA beim am besten passenden Magnetmodell, dem geomagnetischen Dipol, eine Neigung von 9.41° zur Rotationsachse an. Im Modell 2025 beträgt sie 9.21°. Das reale Feld ist unregelmäßiger als ein idealer Dipol. Daher bestimmen Forschende auch die Dip-Pole: Orte, an denen das Feld senkrecht steht und ein Kompass keine eindeutige Richtung annehmen kann. Das sind die Magnetpole im alltäglichen Sinn.
Weil magnetisch Nord und geografisch Nord verschieden sind, muss eine Kompasspeilung um die sogenannte Deklination korrigiert werden. Das ist der Winkel zwischen beiden Nordrichtungen, nach Osten positiv und nach Westen negativ gezählt. Die NOAA-Regel lautet: geografische Peilung = magnetische Peilung + Deklination. Beträgt die Deklination an deinem Standort 10° West (−10°) und zeigt der Kompass 45°, ist die geografische Peilung 35°. Die Deklination ändert sich mit dem Ort und dem Jahr. Deshalb steht auf Karten das Messdatum. Nahe den Magnetpolen kennzeichnet die NOAA Ausfallzonen, in denen das horizontale Feld unter 2000 nT liegt und Kompasse nicht zuverlässig sind.
Pole auf Wanderschaft
Das Feld verändert sich, weil sich die Strömung im Erdkern ändert. Der nördliche Dip-Pol wandert durch die kanadische Arktis Richtung Sibirien. Vermessungen bestimmten seine Lage 2001 und 2007. Bei der Messung 2007 bewegte er sich mit etwa 55 km pro Jahr nach Nordnordwesten. Im NOAA-Bericht vom Dezember 2025 wurden für das Jahr 2025 etwa 36 km pro Jahr beim nördlichen und 9 km pro Jahr beim südlichen Dip-Pol ermittelt. Weil sich das Feld laufend ändert, veröffentlichen NOAA und British Geological Survey alle fünf Jahre ein neues World Magnetic Model. Das Modell 2025 erschien im Dezember 2024. Marine, Luftfahrtbehörden und viele Navigationssysteme nutzen es, um magnetische Messwerte in geografische Richtungen umzurechnen.
Über viel längere Zeiträume kehrt sich das Feld sogar um: Nord und Süd tauschen die Plätze. Gesteine zeichnen das auf, denn Lava speichert beim Abkühlen unter etwa 700 °C die damalige Feldrichtung. Laut NOAA fand die letzte Umkehr vor etwa 750 000 bis 780 000 Jahren statt. Zwischen Umkehrungen lagen Zeiträume von 5 Tausend bis 50 Millionen Jahren, und eine Umkehr würde mehrere Tausend Jahre dauern. Wann die nächste kommt, kann niemand sagen.
| Ursprung des Erdmagnetfeldes | Überwiegend der flüssige äußere Eisenkern (über 90%) |
| Arktischer Magnetpol, physikalisch betrachtet | Ein Südpol |
| Deklination | Winkel zwischen magnetisch und geografisch Nord (Ost +, West −) |
| Geografische Peilung | Magnetische Peilung + Deklination |
| Dip-Pol | Ort, an dem das Feld senkrecht steht |
| Letzte Feldumkehr | Vor etwa 750 000 bis 780 000 Jahren |
- Das Erdmagnetfeld ähnelt dem eines Stabmagneten und entsteht überwiegend im äußeren Kern.
- Der Magnetpol in der Arktis wirkt als Südpol und zieht daher das Nordende eines Kompasses an.
- Der Dipol ist um 9.41° geneigt (Modell 2020); geografische Peilung = magnetische Peilung + Deklination.
- Der nördliche Dip-Pol wandert jährlich mehrere Dutzend Kilometer. Die Modelle werden alle fünf Jahre erneuert.
- Das Feld hat sich oft umgekehrt, zuletzt vor etwa 750 000 bis 780 000 Jahren.
- Der Magnetpol nahe dem geografischen Nordpol ist physikalisch:
- Ein Südpol
- Ein Nordpol
- Überhaupt kein Pol
- Beides zugleich
- Wo entsteht der größte Teil des Erdmagnetfeldes?
- Im flüssigen äußeren Kern
- Im Mond
- In den Ozeanen
- In der Ozonschicht
- Magnetische Peilung 45°, Deklination 10° West. Wie lautet die geografische Peilung in Grad?
- Magnetische Peilung 120°, Deklination 8° Ost. Wie lautet die geografische Peilung in Grad?
- Um wie viele Grad war der geomagnetische Dipol im Modell 2020 gegen die Rotationsachse geneigt?
- Wie weit wandert der nördliche Dip-Pol bei 36 km pro Jahr in 10 Jahren, in km?
- Wie oft erscheint ein neues World Magnetic Model?
- Alle fünf Jahre
- Jeden Monat
- Alle hundert Jahre
- Nur einmal
- Was ist ein Dip-Pol?
- Ein Ort, an dem das Feld senkrecht steht
- Die Rotationsachse
- Ein beliebiger Ort am Äquator
- Ein magnetisierter Stein
- Wann hat sich das Erdmagnetfeld zuletzt umgekehrt?
- Vor etwa 750 000 bis 780 000 Jahren
- Etwa 1600
- Vor etwa 10 000 Jahren
- Es hat sich nie umgekehrt
- Warum sind Kompasse sehr nahe an den Magnetpolen unzuverlässig?
- Der horizontale Anteil des Feldes ist dort sehr schwach
- Das Feld ist dort überall null
- Es ist zu kalt für Magnete
- Die Pole stoßen Kompasse ab
Quellen zu diesem Kurs (16)
- OpenStax College Physics 2e (openstax.org/books/college-physics-2e): 22.1 Magnets (all magnets have N and S poles, north-seeking and south-seeking, like poles repel and unlike attract, poles cannot be separated, the magnetic pole near the geographic North Pole is a south magnetic pole, sunspots come in N/S pairs)
- 22.2 Ferromagnets and electromagnets (iron, cobalt, nickel, gadolinium; neodymium alloys; domains grow to millimetre size; Curie temperature of iron 1043 K (770 °C); Oersted saw a compass needle deflected by a current; electromagnets in scrapyard cranes, particle accelerators and MRI; electric current is the source of all magnetism; no monopoles observed)
- 22.3 Magnetic fields and field lines (direction = where a compass north end points; four rules: tangent, density = strength, never cross, closed loops from N to S outside)
- 22.7 Magnetic force on a current-carrying conductor (F = I l B sin θ, 1 T = 1 N/(A·m), example 20.0 A, 5.00 cm, 1.50 T gives 1.50 N; motors)
- 22.9 Magnetic fields produced by currents (Oersted 1820, right hand rule 2, B = μ0 I ÷ (2π r), μ0 = 4π × 10⁻⁷ T·m/A, Earth's field about 5.0 × 10⁻⁵ T, 25 A at 5.0 cm gives twice that; loop centre B = N μ0 I ÷ 2R; solenoid B = μ0 n I, 2000 loops over 2.00 m with 1600 A gives 2.01 T, MRI; ferromagnetic cores)
- 23.1 Induced emf and magnetic flux (Faraday's iron-ring apparatus, emf only while the field changes, magnet pushed into a coil, faster motion gives more emf, generators, Φ = B A cos θ)
- NIST CODATA 2022 vacuum magnetic permeability μ0 = 1.25663706127(20) × 10⁻⁶ N/A² (physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mu0)
- NOAA NCEI Geomagnetism Frequently Asked Questions (ncei.noaa.gov/products/geomagnetism-frequently-asked-questions): field like a dipole at Earth's centre, over 90% from the outer core, intensity roughly 25,000 to 65,000 nT (0.25 to 0.65 gauss)
- 1 gauss = 100,000 nT, declination = angle between magnetic north and true north (east positive)
- inclination, dip poles, dipole axis 9.41° from the rotation axis (WMM2020, 2020.0)
- north magnetic pole moving about 55 km per year north-northwest (2001 and 2007 surveys)
- last reversal about 750,000 to 780,000 years ago, reversals spaced 5 thousand to 50 million years, a reversal would take several thousand years, models renewed every five years, blackout zones where H < 2000 nT, compass balance weights differ by hemisphere, true bearing = magnetic bearing + declination
- NOAA NCEI news "World Magnetic Model 2025 Released" (17 December 2024)
- NOAA NCEI "December 2025 State of the Geomagnetic Field" (north dip pole 36 km/yr and south dip pole 9 km/yr since 1 January 2025)
- USGS, "Pre-gilbertian conceptions of terrestrial magnetism" (pubs.usgs.gov/publication/70009843): Gilbert's De Magnete (1600) first suggested that Earth behaves as a great magnet. Royal Institution, Michael Faraday's ring-coil apparatus (rigb.org): made August 1831, success on 29 August 1831, the first electric transformer
- APS News "This Month in Physics History" (Aug 2001): Faraday's electromagnetic rotation experiments of September 1821, the principle behind the electric motor.
Abgerufen: 2026-10-17