Bildnachweis: NASA
Die Zeit, die das Erdmagnetfeld benötigt, um die Polarität umzukehren, beträgt ungefähr 7000 Jahre. Die Zeit, die für die Umkehr benötigt wird, ist jedoch in niedrigen Breiten kürzer als in hohen Breiten, so ein von der National Science Foundation (NSF) finanzierter Geologe. Brad Clement von der Florida International University veröffentlichte seine Ergebnisse in der dieswöchigen Ausgabe der Zeitschrift Nature. Die Ergebnisse sind ein wichtiger Schritt für das Verständnis der Wissenschaftler, wie das Erdmagnetfeld funktioniert.
Das Magnetfeld hat in der geologischen Vergangenheit zu unregelmäßigen Zeiten eine häufige, aber dramatische Veränderung gezeigt: Es hat die Richtung vollständig geändert. Eine Kompassnadel hätte, wenn es damals eine gegeben hätte, nicht auf den geografischen Nordpol gezeigt, sondern in die entgegengesetzte Richtung. Solche Polaritätsumkehrungen liefern wichtige Hinweise auf die Art der Prozesse, die das Magnetfeld erzeugen, sagte Clement.
Seit der Zeit von Albert Einstein haben Forscher versucht, einen festen Zeitrahmen festzulegen, in dem Umkehrungen des Erdmagnetfelds auftreten. In der Tat hat Einstein einmal geschrieben, dass sich eines der wichtigsten ungelösten Probleme in der Physik um das Erdmagnetfeld dreht. Das Magnetfeld unseres Planeten ändert sich mit der Zeit, was darauf hinweist, dass es kein statisches oder festes Merkmal ist. Stattdessen arbeitet ein aktiver Prozess, um das Feld zu pflegen. Dieser Prozess ist höchstwahrscheinlich eine Art dynamische Aktion, bei der das fließende und konvektierende flüssige Eisen im äußeren Erdkern das Magnetfeld erzeugt, glauben Geologen.
Es ist schwierig herauszufinden, was passiert, wenn das Feld die Polarität umkehrt, da Umkehrungen schnelle Ereignisse sind, zumindest auf geologischen Zeitskalen. Es ist eine Herausforderung, Sedimente oder Laven zu finden, die das Feld beim Umkehren aufzeichnen. In den letzten Jahren wurden jedoch neue Polaritätsübergangsrekorde in Sedimentkernen erzielt, die im Rahmen des von NSF finanzierten internationalen Ozeanbohrprogramms gewonnen wurden. Diese Aufzeichnungen ermöglichen es, die Hauptmerkmale von Umkehrungen zu bestimmen, sagte Clement.
"Es ist allgemein anerkannt, dass während einer Umkehrung das Erdmagnetfeld auf etwa 10 Prozent seines vollen Polaritätswerts abnimmt", sagte Clement. „Nachdem das Feld geschwächt ist, ändern sich die Richtungen um fast 180 Grad, und dann verstärkt sich das Feld in entgegengesetzter Polaritätsrichtung. Es besteht jedoch weiterhin große Unsicherheit darüber, wie lange dieser Prozess dauert. Obwohl dies normalerweise die erste Frage ist, die Menschen zu Umkehrungen stellen, mussten Wissenschaftler nur vage „einige tausend Jahre“ antworten. “
Der Grund für diese Unsicherheit? Jeder veröffentlichte Polaritätsübergang wies eine geringfügig andere Dauer auf, von knapp 1.000 Jahren bis 28.000 Jahren.
"Durch den innovativen Einsatz von Tiefsee-Sedimentkernen hat Clement nun gezeigt, dass Magnetfeldumkehrereignisse innerhalb bestimmter Zeiträume auftreten, unabhängig von der Polarität der Umkehrung", sagte Carolyn Ruppel, Programmdirektorin in der Abteilung für Ozeanwissenschaften von NSF . "Sedimentkerne, die ursprünglich gebohrt wurden, um unterschiedliche wissenschaftliche Ziele zu erreichen, haben zu einem Ergebnis von globaler Bedeutung geführt, das den Wert der Erfassung und Pflege von Kernen und zugehörigen Daten unterstreicht."
Clement untersuchte die Datenbank der vorhandenen Polaritätsübergangsaufzeichnungen der letzten vier Umkehrungen. Die durchschnittliche Gesamtdauer beträgt 7.000 Jahre. Aber die Variation ist nicht zufällig, sagte er. Stattdessen ändert es sich mit dem Breitengrad. Die Richtungsänderung dauert an Standorten mit niedrigem Breitengrad halb so lange wie an Standorten mit mittlerem bis hohem Breitengrad. "Diese Abhängigkeit der Dauer vom Breitengrad des Standorts war zunächst überraschend, aber genau so, wie es in geometrischen Modellen von Umkehrfeldern vorhergesagt werden würde", sagte Clement.
Originalquelle: NSF-Pressemitteilung
