Globale Rekonstruktionen des zeitlich gemittelten geomagnetischen Felds

Globale Rekonstruktionen des zeitlich gemittelten geomagnetischen Felds auf geologischer Langzeitskala und deren Implikationen für das tiefe Erdinnere

Projektbeschreibung

Um die dynamischen Prozesse im äußeren Erdkern und dessen Kopplung mit anderen Schichten zu verstehen, ist es unerlässlich die Variationen des Erdmagnetfelds zu untersuchen. Langzeitvariationen können nur aufgelöst werden, wenn ausreichend Daten für das zu untersuchende Zeitfenster zur Verfügung stehen. Aktuelle Bemühungen in der Zusammenstellung von paläomagnetischen Daten haben eine Datenbank (PINT) hervorgebracht, die paläomagnetische Intensitäts- und Richtungsdaten über die letzten 4 Milliarden Jahre enthält. Ziel dieses Projekts ist es, globale, zeitlich gemittelte Feldmodelle (TAF Modelle) zu erzeugen, die ausgewählte Zeitintervalle der Erdgeschichte abdecken. Von besonderer Wichtigkeit sind Intervalle, in denen das Feld über einen langen Zeitraum stabil war, wie das Normale Cretaceous Superchron, oder in denen das Feld sehr aktiv war, wie bspw. während der Jurassic Hyperactive Period, sowie Mittelwerte, die alle Daten gemeinsam bzw. separiert nach normaler und umgekehrter Polarität berücksichtigen. Neben der üblichen Darstellung in sphärischen Harmonischen wird eine Methode zum Ermitteln räumlicher Feldmittelwerte an der Kern-Mantel-Grenze (CMB) verwendet werden. Diese Methode liefert zusätzlich Varianz- und Auflösungskerne, die Rückschlüsse darüber zulassen, welche Informationen über das Erdmagnetfeld aus den Daten gewonnen werden können. Verschiedene Qualitätskriterien können berücksichtigt werden, um die Rekonstruktionen zu überprüfen, sofern ausreichen Datenpunkte für globale TAF Modelle zur Verfügung stehen. Ein kritischer Aspekt dabei ist die paläo-räumliche Verteilung. Verschiedene Modelle der Erdplattenbewegung werden herangezogen, um die ursprüngliche Lage der Proben zu bestimmen, und so robuste TAF Schätzungen zu erhalten. Eine resultierende Herausforderung ist, die Lageunsicherheiten in der Inversionsmethode zu berücksichtigen, und ein Ansatz wird sein, diese auf die Ebene von Messfehlern zu übersetzen. Hauptziele des Projekts sind 1.) beständige unregelmäßige Merkmale des Erdmagnetfelds an der Erdoberfläche und der CMB zu identifizieren; 2.) Gemeinsamkeiten und Unterschiede von stabilem und instabilem Feld zu ermitteln; 3.) In den Rekonstruktionen nach Merkmalen des heutigen Felds zu suchen (wie bspw. der Südatlantischen Anomalie); 4.) Die räumliche und zeitliche Feldasymmetry zu bestimmen; 5.) Die Verknüpfungen zu Prozessen im tiefen Erdinneren zu testen; Da die zu untersuchenden Variationen auf ähnlichne Zeitskalen liegen, wie die Mantelkonvektion, (mehrere Zehn- bis Hundertmillionen Jahre) könnte Letzteres neue Erkenntnisse in Bezug auf die untersten Mantelkonvektionsprozesse liefern.

Projektmitarbeiter

Projektkurzinformationen

Antragstellerin
Dr. Sanja Panovska
Projektnummer
521548146

Beteiligte Forschungsinstitute und externe Kooperationspartner