Das Erdmagnetfeld dient als Schutzschild gegen den Sonnenwind und kosmische Strahlung. Das Hauptfeld, welches durch magnetohydrodynamische im flüssigen äußeren Erdkern erzeugt wird, weist räumliche und zeitliche Variationen auf, die über die letzten 500 Jahre direkt beobachtet wurden und für geologische Zeitskalen aus der remanenten Magnetisierung von Gesteinen und Sedimenten der Erdkruste rekonstruiert werden können. Unser Verständnis der langfristigen Feldänderungen hat sich über die letzten zwei Jahrzehnte durch die Modellierung des Felds aus paleomagnetischen, archäomagnetischen und vulkanischen Daten sehr verbessert. Für das Holozän (etwa die letzten 10.000 Jahre) sind inzwischen viele Modelle verfügbar. Neuester Fortschritt ist ein globales, zeitabhängiges Moell des Erdmagnetfelds über die letzten 100.000 Jahre, basierend auf einer umfangreichen Sammlung von paläomagnetischen Sedimentzeitreihen und Daten von Lavaflüssen. Das Modell bietet neue Informationen über die Prozesse, welche das Feld erzeugen und beinhaltet insbesondere die Laschamp Exkursion, welche vor 41 Tausend Jahren stattfand.

Eine weitere, unabhängige Quelle über Variationen des Erdmagnetfelds liefern Zeitreihen kosmogener Nuklide. Ihre Produktionsraten hängen von Variationen der Intensität und Orientierung des Magnetfelds sowie von der Sonnenaktivität ab, wobei letzerer Einfluß auf langen Zeitskalen im allgemeinen deutlich kleiner ist. Die höherfrequente solare Modulation kann zur Minimierung dieses Einflusses ausgefiltert werden. Alternativ dazu kann der solare Einfluß mit Methoden der Eigenanalyse extrahiert werden, um die geomagnetisch und aus anderen Quellen erzeugten Signale zu trennen. So können die Datenreihen kosmogener Isotope relative Variationen der Paläointensität des Magnetfelds repräsentieren.

Wir haben mehr als 40 global verteilte 10Be-Zeitreihen aus Sedimenten, Löss und Eiskernen gesammelt. Der Vergleich mit dem geomagnetischen 100.000-Jahr Feldmodell ermöglicht uns die in ihnen enthaltene Information über die geomagnetische Abschirmung besser zu verstehen. Unser Ziel ist die folgenden Fragen zu beantworten: Was sagt das geomagnetische Signal in den 10Be Datenreihen aus, ist es von globalem oder regionalen Charakter, und welche Information enthält der nicht-geomagnetische Anteil des Signals? Wir untersuchen Methoden, wie das geomagnetische Signal am besten aus den Zeitreihen der kosmogenen Nuklide extrahiert werden kann und wie dieses dann zur Verbesserung langfristiger Magnetfeldmodelle verwendet werden kann. Das Ziel ist ein neues Magnetfeldmodell der letzten 100.000 Jahre unter Einbeziehung der Information aus den kosmogenen Nuklid-Datenreihen zu entwickeln.

Laufzeit

• 2016 - 2018

Zuwendungsgeber

• GFZ Potsdam (Wiedereinstiegsstelle)

Projektverantwortliche

• Monika Korte (GFZ Potsdam)

Projektmitarbeiter

• Sanya Panovska (GFZ Potsdam)

Publikationen

• Panovska, S., Korte, M., Constable, C.G. (2017): Assessment of global Late Quaternary geomagnetic field variations – Abstract A-473, 77th Annual German Geophysical Society (DGG) Meeting (Potsdam, Germany).
• Panovska, S., Korte, M. (2017): Combined investigation of geomagnetic field evolution and cosmogenic isotope production rates on multi-millennial time scales – Abstract 504, IAPSO-IAMAS-IAGA Joint Assembly (Cape Town, South Africa).
• Panovska, S., Korte, M. (2017): Constraining past geomagnetic field evolution by cosmogenic isotope records – Abstract, 8th Nordic Palaeomagnetism Workshop (Hekla, Iceland).