Fluidbewegungen an der Erdkernoberfläche

Wie bereits oben erwähnt, beschreiben die Modelle des Hauptfeldes und der Säkularvariation beide Größen auch an der Kernoberfläche. Dabei ist der Übergang zwischen dem festen Mantel und dem äußeren, flüssigen Kern die Quellregion des Hauptfeldes. Die zeitliche Variabilität des Hauptfeldes wird bestimmt durch zwei Prozesse an der Kernoberfläche. Zum einen die Mitbewegung der Magnetfeldlinien durch die Fließbewegung im äußeren Kern (Advektion) und zum anderen durch die Diffusion des magnetischen Feldes vom Kern in den Mantel. Wenn man die magnetische Diffusion vernachlässigt, und das kann man für Zeitskalen kürzer als 50 und vielleicht 100 Jahren, dann lassen sich Rückschlüsse auf die Fließbewegungen des äußeren, flüssigen Kerns an seiner Oberfläche gewinnen (Frozen-Flux-Theorem). Jedoch sind für die eindeutige Bestimmung dieser Bewegungen weitere Annahmen über deren zeitliche Variabilität, bzw. deren Dynamik nötig. Die Dynamik jeder reibungsfreien und nicht komprimierbaren Flüssigkeit wird durch die Navier-Stokes-Gleichung beschrieben, so auch die des flüssigen Außenkern. Einige Überlegungen führen zu der Annahme, dass für dessen Bewegungen im Wesentlichen die Coriolis Kraft und die Kraft entlang eines Druckgradienten im liquiden Kern verantwortlich sind. Es bildet sich ein sogenanntes geostrophisches Gleichgewicht aus, ähnlich wie in den Ozeanen oder der Erdatmosphäre. Anhand dieser Vorstellungen gelangt man zu einer nahezu eindeutigen Bestimmung der horizontalen Fließbewegung an der Erdkernoberfläche, jedoch ist die Bestimmung der radialen Beweung, z.B. vom inneren Kern zur Kernoberfläche, nicht möglich. Eine aktuelle Problemstellung der Forschung ist die weitere Entwicklung von Annahmen zur Bestimmung der radialen Fließbewegung im flüssigen Außenkern.

Karte der tangential-geostrophischen Fluidbewegungen an der Kernoberfläche
Tangential-geostrophische Fluidbewegung an der Kernoberfläche. Die Umrisse der Kontinente sind hinzugefügt worden, um ein bessere Orientierung zu ermöglichen.

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