Viele Tiere nehmen noch andere Eindrücke aus unserer Umwelt auf, die der Mensch nicht wahrnehmen kann. So verfügt der Mensch über die fünf Sinn mit denen er sehen, hören, riechen, schmecken und fühlen kann. In vielen dieser Bereiche sind Tiere dem Menschen überlegen. So sehen einige Infrarotstrahlen oder hören Ultraschalltöne. Viele Fische besitzen den Elektrosinn und Zugvögel einen Magnetsinn. Diese Fähigkeit findet sich auch bei Blindmäusen, Haustauben, Meeresschildkröten, Haien und wahrscheinlich Walen. Die Tiere besitzen in verschiedenen Organen, wie Schnabel, Auge oder in speziellen Nervenzellen, Spuren des Minerals Magnetit. Das natürlich vorkommende Eisenoxid wird auch zur Herstellung von Kompassnadeln verwendet.
Das Erdmagnetfeld – ein riesiger Dynamo
Die Erde ist von einem Magnetfeld umgeben. Man kann sich das Erdmagnetfeld als riesigen Stabmagnet, der im Erdmittelpunkt liegt, vorstellen. Dabei ist der Südpol des Stabmagnet nach Norden gerichtet. Der magnetische Südpol liegt demnach in Richtung des geografischen Nordpols. Geografischer Nord- und Südpol sind durch die Austrittspunkte der geneigten Erdachse definiert. Die magnetischen Polen weichen um etwa 11,5 Grad von den geografischen Polen ab.
Die magnetischen Feldlinien treten auf der Südhalbkugel aus der Erde aus und durch die Nordhalbkugel wieder in die Erde ein. Dies ist der Grund dafür, dass die Kompassnadel in weiten Teilen der Erde – insbesondere in Mitteleuropa – nach Norden zeigt. Hier verlaufen die Feldlinien etwa in Nord-Süd-Richtung. Da sich ungleiche Pole anziehen und der magnetische Südpol der Erde am geographischen Nordpol liegt, zeigt der magnetische Nordpol eines Magneten beziehungsweise eines Kompass immer nach Norden.
Ursache des Erdmagnetfelds sind wahrscheinlich Konvektionsströme im äußeren flüssigen Erdkern. Im festen inneren Erdkern herrschen Temperaturen von 4000 bis 5000 Grad Celsius. Im Erdmantel liegt die durchschnittliche Temperatur bei etwa 2000 Grad Celsius. Durch dieses Temperaturgefälle entstehen Konvektionsströme im dazwischen liegenden, flüssigen Erdkern. Durch die Bewegung der elektrisch leitfähigen Eisen-Schmelze entsteht ein elektrischer Strom, der das Magnetfeld der Erde erzeugt. Man spricht deshalb von einem „Geodynamo“.
Magnetsinn in der Natur
Die Wissenschaft geht davon aus, dass sich Haustauben und Zugvögel am Stand der Sonne, den Sternen und dem Erdmagnetfeld orientieren und diese Sinneseindrücke zur Navigation nutzen. Sie sollen den Stand der Sonne auch bei geschlossener Wolkendecke durch die Richtung des polarisierten Lichts erkennen können. Sonnenstand und die Gradzahl der Drehrichtung des Sternenhimmels werden mit der inneren Uhr abgeglichen, um daraus die Flugrichtung zu Bestimmen. In den letzten Flugetappen helfen den Zugvögeln auffällige Geländemarken aus ihrem Ortsgedächtnis das gewünschte Ziel wieder zu finden.
In 2008 wurde der Magnetsinn auch bei Wildtieren, wie Rinder, Hirsche und Rehe, festgestellt. So richten sich die Herdentiere beim Grasen oft in Nord-Süd-Richtung aus. Dieses Verhalten wurde auf Google-Earth-Bildern entdeckt. Die Körperausrichtung der Tiere kann jedoch durch in Ost-West-Richtung verlaufende Stromleitungen gestört sein. Denn Hochspannungsleitungen erzeugen ein elektromagnetisches Feld. Warum die Tiere sich so verhalten ist bislang ungeklärt.
Magnetforschung
Die Forschung beschäftigen sich mit magnetischen Flüssigkeiten, die in neuartigen Kupplungen, Bremsen und Stoßdämpfern eingesetzt werden. Durch eine Veränderung des Magnetfeldes lässt sich so die Härte von Stoßdämpfern stufenlos regeln. Diese magnetorheologischen Flüssigkeiten (Suspension von magnetisch polarisierbaren Partikeln) verändern ihren Zustand von flüssig zu fest innerhalb weniger Millisekunden. Damit eigenen sie sich zum Beispiel als Regler. Auch ein Einsatz als Sensor ist denkbar. So erzeugen zeitlich veränderliche Magnetfelder eine sinusförmige Wechselspannung. Als dynamische Sensoren könnten sie zur Abtastung rotierender Zahnräder eingesetzt werden.
Quelle: PNAS.org: Proceedings of the National Academy of Sciences