Wann sind wenige Daten genug Daten?

Einer der entscheidenden Fragen der wissenschaftlichen Forschung ist: Woher wissen wir, wann ein bestimmter Datensatz repräsentativ für das untersuchte Phänomen ist? In der Paläomagnetik ist diese Frage oft, ob ein Datensatz die Paläovariation (PSV) ausreichend gemittelt hat, also einen ausreichend langen Zeitraum aufgezeichnet hat, um kurze Variationen des Feldes auszugleichen und repräsentativ für das Erdmagnetfeld zu sein.

Paläomagnetische Daten

Gesteine und archäologisches Material zeichen zur Zeit ihrer Entstehung auch paläomagnetische Vektoren auf. Diese geben Aufschluss über die Struktur des Magnetfelds im Laufe der Erdgeschichte: Das geomagnetische Feld ähnelte meist einem geozentrischen Dipol, der an der Rotationsachse ausgerichtet ist. Im Allgemeinen weichen allerdings die aufgezeichneten paläomagntischen Vektoren zu bestimmten Zeitpunkten und bestimmten Ort von diesem einfachen Modell ab. Paläomagnetische Datensätze, welche über mehrere Jahrzehnte hinweg erstellt wurden, helfen bei der Definition des globalen Magnetfeldverhaltens in der Vergangenheit.

Neues Modell zur Selektion hochwertiger paläomagnetischer Daten

Lisa Tauxe, David Heslop und Stuart Gilder haben die Zusammenstellung paläomagnetischer Daten aktualisiert und ein neues Feldmodell erstellt, welches für die letzten 10 Millionen Jahre repräsentativ ist. Frühere oder neuere Datensätze können mit diesem neuen Modell verglichen werden, um festzustellen, ob die beiden in Bezug auf die Feldstruktur und -variabilität übereinstimmen. Die Autoren der neuen Methode (SVEI) haben Datensätze getestet, die bis zu 1,1 Milliarden Jahre alt sind, und festgestellt, dass alle mit dem Modell kompatibel sind.

Anwendungen der SVEI-Methode bei Sedimentgestein

Darüber hinaus kann SVEI auch Daten aus Sedimentgestein bewerten und möglicherweise korrigieren, die möglicherweise durch Neigungsverflachung beeinträchtigt wurden. Der Vorteil gegenüber anderen Korrekturmethoden ist die vollständigeren Beschreibung der Geometrie der Richtungsdaten und der so ermöglichte quantitativen Vergleich der empirischen und der vorhergesagten Verteilungen. Mithilfe von SVEI können auch Neigungen und ihre Unsicherheiten korrigiert werden. Dies ist entscheidend bei der Bestimmung der Paläobreiten, der Grundlage für plattentektonische und paläoklimatische Rekonstruktionen.

Zusammenfassung der Veröffentlichung

• Aktualisierung der Datenbank für paläosekulare Variationen aus Lavaströmen (PSV10-24) für die letzten 10 Ma
• Definition eines neuen Giant Gaussian Process (GGP)-Modells (THG24), das mit PSV10-24 kompatibel ist und VGP-Streuungen mit Datensätzen ab 1,1 Ga enthält
• Beschreibung der SVEI-Methode (eine Aktualisierung von E/I) zur Bewertung säkularer Variationsaufzeichnungen und zur Korrektur von Neigungsabflachungen in Sedimenten

Informationen zur Publikation:

Tauxe, L., Heslop, D., & Gilder, S. A. (2024). Assessing paleosecular variation averaging and correcting paleomagnetic inclination shallowing. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 129, e2024JB029502. https://doi.org/10.1029/2024JB029502

Link zum Code der SVEI-Methode auf Github PmagPy