Vor 41.000 Jahren hätte die Kompassnadel kurz nach Süden gezeigt

  • Nicht nur das Klima hatte während der jüngeren Vergangenheit der Erde Abwechslungen zu bieten.
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    foto: norbert r. nowaczyk / gfz

    Nicht nur das Klima hatte während der jüngeren Vergangenheit der Erde Abwechslungen zu bieten.

Deutsche Geologen finden Belege für spektakuläre Vorgänge während der letzten Eiszeit

Potsdam - Wie Auszüge aus einem reißerischen Film von Roland Emmerich lesen sich die Befunde, die deutsche Geologen am Schwarzen Meer erstellt haben. In Sedimentkernen fanden sie Hinweise auf eine extrem kurze Umpolung des Erdmagnetfeldes, Klimaschwankungen und einen Supervulkan, wie das Deutsche GeoForschungsZentrum (GFZ) berichtet. Diese Daten untermauern frühere Erkenntnisse - zum ersten Mal konnten nun anhand eines einzigen geologischen "Archivs" drei große globale Veränderungen untersucht und in einen eindeutigen zeitlichen Zusammenhang gebracht werden.

Rasche Umpolung

Vor 41.000 Jahren, während der letzten Eiszeit, kam es zu einer vollständigen und schnellen Umpolung des Erdmagnetfeldes. Magnetische Untersuchungen des GFZ an Sedimentbohrkernen aus dem Schwarzen Meer belegen, dass in diesem Zeitraum ein Kompass nach Süden statt nach Norden gezeigt hätte. Daten aus anderen Regionen bestätigen, dass es sich um ein globales Ereignis handelte: Ein Wissenschafterteam um GFZ-Forscher Norbert Nowaczyk und Helge Arz präsentierte in der neuesten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins "Earth and Planetary Science Letters" entsprechende Ergebnisse anderer Studien aus dem Nordatlantik, dem Südostpazifik sowie aus Hawaii.

Erstaunlich ist für die Forscher die Geschwindigkeit der Umpolung: "Die der heutigen Orientierung der Feldlinien entgegengesetzte Magnetfeldgeometrie bestand für lediglich etwa 440 Jahre und war zudem mit einer Feldstärke verbunden, die nur etwa einem Viertel der heutigen Stärke entspricht", erklärt Nowaczyk. "Auch die eigentlichen Umpolungsphasen selbst dauerten jeweils nur etwa 250 Jahre. Das ist, in geologischen Zeitskalen gedacht, enorm schnell." Zudem war die Feldstärke während dieser Umpolungsphasen noch um ein Vielfaches geringer: Die Intensität des Erdmagnetfeldes lag in diesen kritischen Zeiträumen bei lediglich einem Zwanzigstel des heutigen Werts. 

Verlust des Strahlenschutzschildes

Das bedeutet, dass die Erde weitgehend ihren Strahlenschutzschild verloren hatte, was zu einer deutlich erhöhten Belastung durch kosmische Strahlung führte. Der Beleg sind Spitzenwerte von radioaktivem Beryllium (10Be) in grönländischen Eisbohrkernen aus dieser Zeit. 10Be sowie radioaktiver Kohlenstoff (14C) entstehen durch die Kollision von energiereichen Protonen aus dem Weltall mit Atomen der Erdatmosphäre.

Die nun mittels der Magnetisierung von Sedimenten des Schwarzen Meeres nachgewiesene Magnetfeldumpolung ist bereits seit 45 Jahren bekannt. Sie wurde zuerst anhand der von der heutigen Richtung des Erdmagnetfeldes deutlich abweichenden Magnetisierung mehrerer Lavaströme in der Nähe des Ortes Laschamp bei Clermont-Ferrand im französischen Zentralmassiv entdeckt. Seitdem wird dieses Umpolungsereignis auch als "Laschamp-Event" bezeichnet. Doch stellen die Daten aus dem Zentralmassiv lediglich einige wenige Momentaufnahmen des Erdmagnetfeldes der letzten Eiszeit dar, während die neuen Daten aus dem Schwarzen Meer das komplette Geschehen in hoher zeitlicher Auflösung widerspiegeln.

Klimawechsel und Supervulkanausbruch

Neben den Hinweisen auf eine Erdmagnetfeldumpolung entdeckten die Potsdamer Geoforscher in den untersuchten Bohrkernen auch Hinweise auf zahlreiche plötzliche Klimaänderungen während der letzten Eiszeit, wie sie bereits von den Grönländischen Eisbohrkernen her bekannt sind. Dies ermöglichte letztendlich erst die präzise Synchronisation der Datensätze aus dem Schwarzen Meer und dem Grönländischen Festlandeis.

So ist auch die größte vulkanische Eruption der letzten hunderttausend Jahre auf der Nordhalbkugel, nämlich der Ausbruch des Supervulkans im Bereich der heutigen Phlegräischen Felder bei Neapel 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. (red, derStandard.at, 20. 10. 2012)

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