wäre es möglich, dass ein Asteroid bei einem Einschlag das Magnetfeld der Erde zerstört oder abschwächt? Z.B. durch eine Verlangsamung der Erdrotation oder ähnlichem?
Wohl kaum. Um sich das klar zu machen, braucht man eigentlich nur die Massen von typischen Asteroiden im Vergleich zur Erdmasse betrachten.
Zunächst mal zur Frage, wie sich die Erdrotation beim Aufprall eines Asteroiden verändern würde. Dazu betrachten wir zunächst das Trägheitsmoment I der gesamten Erde. Für eine homogene Kugel vom Radius R und Masse M mit konstanter Dichte berechnet sich das zu
I = (2/5) M R²
Tatsächlich ist das Trägheitsmoment der Erdkugel jedoch wegen der nach außen hin abnehmenden Dichte etwas geringer, nämlich
I_e = 0,33 M R²
mit M = 6,0 x 10^24 kg und R = 6,37 x 10^6 m also
I_e = 8,03 x 10^37 kg m²
Nun zum Drehimpuls der Erdkugel, dieser ist das Produkt aus dem Trägkeitsmoment und der Kreisfrequenz ω = 2π/T, wobei T = 86184 s die siderische Rotationsperiode ist, also
L = I_e ω = 5,86 x 10^33 kg m²/s
Das ist eine beachtliche Zahl. Wenn der Aufprall eines Asteroiden einen wesentlichen Effekt auf das Rotationsverhalten der Erde haben soll, dann müsste er diesen großen Dehimpuls in einer signifikanten Weise verändern.
Eine Punktmasse der Größe m und Geschwindigkeit v überträgt bei streifendem Aufprall im radialen Abstand R einen maximalen Drehimpuls von
ΔL = R m v
mit R = 6,37 x 10^6 m und einer typischen Geschwindigkeit von v = 10 km/s = 10^4 m/s ist der Effekt des Aufpralls auf den Drehimpuls, abhängig von der Masse m des Asteroiden, also
ΔL/L = 1,087 x 10^(-23) x m [kg]
Der Asteroid muss außer einer erheblichen Relativgeschwindigkeit (hier angenommen zu 10 km/s) also auch eine erhebliche Masse haben, um einen merklichen Effekt auf die Erddrehung zu haben. Für den häufig zitierten Asteroiden
Apophis mit einer Masse von 6 x 10^10 kg ergibt sich nur ein vernachlässigbarer Effekt von 6,5 x 10-13 auf den Drehimpuls. Erst bei erheblich größerem Kaliber kommt es zu merklichen Effekten:
Code:
Asteroid m ΔL/L
Apophis 6 x 10^10 kg 6,5 x 10^-13
.
.
Hygiea 83 x 10^18 kg 0,0009
Pallas 201 x 10^18 kg 0,0022
Vesta 259 x 10^18 kg 0,0028
Ceres 938 x 10^18 kg 0,0102
Nun zur weiteren Frage, in wie weit eine Änderung der Erdrotation das Magnetfeld der Erde verändert. Das Magnetfeld entsteht ja durch konvektive Strömungen im flüssigen Erdinneren:
Earth's core and the geodynamo - diese konvektiven Strömungen werden einmal vom Temperaturgradienten, zum anderen aber auch von der Erdrotation angetrieben. Insgesamt ein komplizierter Vorgang, der auch noch nicht vollständig verstanden ist. So kehrt sich das Magnetfeld der Erde ja nach einiger Zeit von selbst um. Ein Asteroideneinschlag könnte durchaus den Konvektionsfluss im Erdinnern beeinflussen, aber wohl kaum über eine Veränderung der Rotationsperiode.