Homepage: Extrem schnelle Umpolung

Sehr kurzfristige Umpolungen des Erdmagnetfeldes konnten Forscher des Deutschen GeoForschungsZentrums Potsdam (GFZ) nun in der Erdgeschichte nachzuweisen. Wie das Wissenschaftlerteam um die GFZ-Forscher Norbert Nowaczyk und Helge Arz in der neuesten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins „Earth and Planetary Science Letters“ berichtet, kam es vor 41 000 Jahren zu einer vollständigen und schnellen Umpolung des Erdmagnetfeldes. Magnetische Untersuchungen an Sedimentbohrkernen aus dem Schwarzen Meer würden belegen, dass in diesem Zeitraum – während der letzten Eiszeit – ein Kompass am Schwarzen Meer nach Süden statt nach Norden gezeigt hätte.

Mit Daten anderer Studien aus dem Nordatlantik, dem Südostpazifik und Hawaii konnten die Forscher zudem belegen, dass diese Umpolung ein globales Ereignis war. Überraschend war für die Forscher die Geschwindigkeit, mit der sich die Umpolung vollzogen hat. Die eigentlichen Umpolungsphasen selbst hätten jeweils nur etwa 250 Jahre gedauert. „Das ist, in geologischen Zeitskalen gedacht, enorm schnell.“

Die Forscher fanden auch heraus, dass die Feldstärke während dieser Umpolungsphasen deutlich geringer war. Die Intensität des Erdmagnetfeldes habe bei lediglich einem Zwanzigstel des heutigen Werts gelegen. Damals habe die Erde daher weitgehend ihren Strahlenschutzschild verloren, was zu einer deutlich erhöhten Belastung durch kosmische Strahlung geführt habe. Das Team konnte Spitzenwerte von radioaktivem Berillium in grönländischen Eisbohrkernen aus dieser Zeit nachweisen. Radioaktives Berillium entsteht durch die Kollision von energiereichen Protonen aus dem Weltall mit Atomen der Erdatmosphäre.

Die Potsdamer Geoforscher entdeckten in den untersuchten Bohrkernen aus dem Schwarzen Meer auch zahlreiche plötzliche Klimaänderungen während der letzten Eiszeit, wie sie bereits von den Grönländischen Eisbohrkernen her bekannt sind. Dies habe erst die präzise Synchronisation der Datensätze aus dem Schwarzen Meer und dem Grönländischen Festlandeis ermöglicht. So sei auch die größte vulkanische Eruption der letzten hunderttausend Jahre auf der Nordhalbkugel – der Ausbruch des Supervulkans im Bereich der heutigen Phlegräischen Felder bei Neapel in Italien vor 39 400 Jahren – in den untersuchten Sedimenten dokumentiert.

Die Asche dieses Ausbruchs, bei dem etwa 350 Kubik-Kilometer Gestein und Lava ausgeworfen wurden, verteilte sich im gesamten östlichen Mittelmeerraum und bis nach Zentralrussland. „Diese drei Extrem-Szenarios, eine kurze und schnelle Magnetfeldumpolung, kurzfristige Klimaschwankungen der letzten Eiszeit und der Vulkanausbruch in Italien, sind damit zum ersten Mal anhand eines einzigen geologischen Archivs untersucht und in einen eindeutigen zeitlichen Zusammenhang gebracht worden“, erklärte das GFZ-Team. Kix