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Alter Kauri-Baum aus Neuseeland. Foto: Nelson Parker (Quelle: GFZ)

42.000 Jahre alte sub-fossile Bäume: genauere Analyse der Umpolung des Erdmagnetfelds

Vor 42.000 Jahren fand die letzte vollständige Umpolung des Erdmagnetfeldes statt, das sogenannte Laschamps-Ereignis. Radiokarbon-Analysen der Überreste von Kauri-Bäumen aus Neuseeland ermöglichen nun erstmals eine genaue zeitliche Einordnung und Analyse dieses Ereignisses und der damit verbundenen Effekte, sowie die Kalibrierung geologischer Archive wie Sediment- und Eisbohrkerne aus dieser Zeit. Darauf basierende Simulationen ergeben, dass die starke Reduktion des Magnetfeldes erhebliche Auswirkungen in der Erdatmosphäre hatte. Das zeigt ein internationales Team um Chris Turney von der Australischen University of New South Wales, unter Beteiligung von Norbert Nowaczyk vom Deutschen GeoForschungsZentrum Potsdam und Florian Adolphi vom Alfred-Wegener-Institut in einer Studie, die jetzt im Fachmagazin Science erscheint.

Das Erdmagnetfeld unterliegt permanenten Schwankungen und gelegentlich kommt es sogar zu Umpolungen. Deren Ursachen, Verlauf und Auswirkungen sind bislang nicht vollständig geklärt. Forschende haben nun das sogenannte Laschamps-Ereignis näher untersucht. Es bezeichnet die letzte vollständige Umpolung des Erdmagnetfeldes vor rund 42.000 Jahren. Dabei änderte das Magnetfeld nicht nur seine Richtung, es verlor über einen Zeitraum von mehreren Hundert Jahren auch dramatisch an Stärke.

Vor etwa 42.000 Jahren wanderte der magnetische Nordpol Richtung Süden. Innerhalb dieses rund 500 Jahre dauernden Prozesses schwächte sich das Magnetfeld auf sechs bis null Prozent ab. Während einer Zeitspanne von rund 500 Jahren blieben die Pole vertauscht, mit einer Feldstärke, die unterhalb von 28 Prozent des heutigen Wertes variierte, um sich danach im Laufe von rund 250 Jahren wieder umzukehren.

Diese genaue zeitliche Einordnung ist jetzt möglich durch die Verknüpfung verschiedener Datensätze. Zum einen nutzten die Forschenden Ergebnisse über das Erdmagnetfeld aus Sediment-Bohrkernen des Schwarzen Meeres von Norbert Nowaczyk und Team aus dem Jahr 2013, die über zeitgleich dokumentierte Klimavariation mit Grönländischen Eisbohrkernen abgeglichen wurden.

Zum zweiten wurde die genaue Analyse und Datierung der Ereignisse überhaupt erst möglich durch die Radiokarbon(14C)-Analyse eines sub-fossilen Kauri-Baumes, der in der fraglichen Zeit für rund 1700 Jahre in den Wetlands von Ngawha im Norden Neuseelands wuchs und anschließend in den Sümpfen sehr gut konserviert wurde.

Über diesen Fund ungefähr aus der Zeit von vor 40.000 Jahren hatte Chris Turney vor einigen Jahren bei einem Besuch am Deutschen GeoForschungsZentrum in Potsdam (GFZ) berichtet. „Als Geomagnetiker hatte ich gleich eine Verknüpfung mit dem Laschamps-Ereignis im Kopf und 14C-Analysen vorgeschlagen, die bis dato an Bäumen aus dieser Zeit noch nicht gemacht worden waren“, sagt Nowaczyk, der am GFZ das Labor für Paläo- und Gesteinsmagnetik leitet. Mehr erfahren...

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