Mikroorganismen bringen Magnetfeld-Archiv in Sedimenten durcheinander

21. Februar 2016, 05:30
1 Posting

ZAMG-Forscher zeigten, dass Mikroben den größten Einfluss auf Änderungen der Sedimentmagnetisierung haben

Wien – Sedimente bilden nicht nur ein Abbild geologischer Vorgänge, sie sind auch ein wichtiges Archiv für die Entwicklung des Erdmagnetfelds. Bisher allerdings hatten Wissenschafter Probleme mit der Interpretation der Befunde, was zu Unsicherheiten bei der genauen zeitlichen Einordnung von vor allem jüngeren Ablagerung führte. Wiener und Münchner Forscher zeigten nun, wie Mikroorganismen Sedimentschichten durchmischen und so das Archiv des Erdmagnetfelds beeinflussen.

Das Magnetfeld, das die Erde vor gefährlichen Teilchen aus dem All schützt, ist einem ständigen Wandel unterworfen. Immer wieder kommt es zu Veränderungen, und sogar Umpolungen zwischen Nord- und Südpol, die letzte fand vor 780.000 Jahren statt. Selbst in jüngerer Zeit ist das Magnetfeld nicht völlig stabil: Derzeit wird es global um Durchschnittlich vier Prozent pro Jahrhundert schwächer.

Eine kontinuierliche Hunderte Millionen Jahre zurückreichende Aufzeichnung der Geschichte des Erdmagnetfelds ist in Ablagerungen am Grund von Seen und Meeren gespeichert. "Denn winzige magnetische Mineralien wie Magnetit richten sich wie Kompassnadeln nach dem Magnetfeld aus", so Studienautor Ramon Egli von der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG) in Wien.

Magnetfeld-Archiv am Meeresgrund

Sobald sich diese Teilchen am Grund von Gewässern ablagern, entsteht Schicht für Schicht ein Archiv der Magnetfeld-Variationen. "Das ist wie ein Barcode, der ermöglicht, etwa zwei Bohrkerne zu vergleichen und sie in zeitliche Übereinstimmungen zu bringen", sagte Egli im Gespräch.

Diese Information kann mit sehr empfindlichen Magnetometern ausgelesen werden und ist auch für die Klimaforschung relevant. So kann man Variationen in der Zusammensetzung magnetischer Teilchen (Eisenoxide) im Sediment genau messen. Jeder Klimawandel führt zu einer Änderung der Transportprozesse und somit von der Konzentration und Art der magnetischen Mineralien im Sediment.

Weil die Ablagerung aber von vielen Faktoren abhängt, etwa der Beschaffenheit des Sediments, der Sedimentationsrate und Lebewesen, die die obersten Schichten durchmischen, birgt die Analyse der Ablagerungen zahlreiche Unsicherheiten. "Wir wussten nicht, wie der Prozess der Aufzeichnung genau geschieht, in Laborexperimenten war man nicht in der Lage, alle Aspekte zu reproduzieren, die man in der Natur gesehen hat", so der Leiter der ZAMG-Abteilung für Magnetik und Gravimetrie.

Mikroorganismen bringen Ablagerungen durcheinander

Die ZAMG-Forscher konnten mit Kollegen der Uni München nun zeigen, dass Mikroben den größten Einfluss auf Änderungen der Sedimentmagnetisierung haben. In den obersten, zehn bis 20 Zentimeter starken Ablagerungen interagieren Mikroorganismen stark mit den Sedimentteilchen und mischen diese ständig durch. Daher kann es einige Tausend Jahre dauern, bis die obersten Schichten durch neue Ablagerungen so tief liegen, dass sie kaum noch Leben bergen, daher zur Ruhe kommen und sich die Teilchen nach dem Erdmagnetfeld ausrichten.

Indem sie mit ganz frischen Sedimenten im Labor arbeiteten, konnten sie die Vorgänge nachvollziehen. "Wir haben den Prozess nun nicht nur theoretisch, sondern auch experimentell verstanden", sagte Egli. Dies ermögliche nicht nur eine bessere zeitliche Einordnung von Sedimenten, sondern auch eine genauere Rekonstruktion von Änderungen des Erdmagnetfelds. Als nächsten Schritt wollen die Wissenschafter versuchen, in älteren Sedimenten die Durchmischung zu rekonstruieren. (APA, red, 21.2.2016)

Share if you care.