Erweiterung der korrelationsbasierten Bayesianischen Modellierung des Erdmagnetfelds um paleomagnetische Sediment-Daten

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Matthias Holschneider; Dr. Monika Korte
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers ; Mathematik
• Förderung: Förderung seit 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 388291411

Globale Rekonstruktionen des Hauptmagnetfelds der Erde der letzten Jahrtausende haben vielfältige Anwendungen, z.B. um Eigenschaften des Geodynamoprozesses und die Dynamik im Erdkern zu untersuchen; zum Vergleich mit numerischen Simulationen des Geodynamos; zur Datierung von Sedimentbohrkernen, vulkanischem Gestein oder archäologischen Fundstücken; für Studien von Produktionsraten kosmogener Isotope. Diese Rekonstruktionen basieren auf zwei Klassen von Daten: Daten aus Materialien mit thermoremanenter Magnetisierung, wie Vulkangestein und Steine oder gebrannter Ton aus archeologischen Fundstätten, sowie Daten aus marinen oder lakustrinen Sedimenten, die magnetische Partikel enthalten. In einem laufenden Projekt wurde eine neue, Bayesianische und korrelationsbasierte Modellierungsmethode für das geomagnetische Hauptfeld entwickelt. Diese Methode liefert neben einem verbesserten Modell auch realistische und robuste Abschätzungen der Unsicherheiten. Allerdings basiert die neue Methode bisher ausschließlich auf Daten der ersten Klasse, da mit der Modellierung von Sedimenten verschieden Schwierigkeiten verbunden sind:1. Beobachtungen der magnetischen Intensität und Deklination aus Sedimenten sind nur relativ zum Rest des Sediment-Bohrkerns bekannt. Eine Kalibrierung ist notwendig.2. Daten entlang eines Bohrkerns sind nicht unabhängig und die zeitlichen Fehler sind korreliert.3. Sedimentdaten liefern unausweichlich eine zeitlich gemittelte Beobachtung der Variation des Magnetfelds.Ziel des hier vorgestellten Projekts ist es, diese Schwierigkeiten zu überwinden und die entwickelte korrelationsbasierte Modellierungsmethode zu erweitern, so dass sie auch auf Sedimentdaten angewendet werden kann. Dies beinhaltet die Bayesianische Modellierung von Datierungsunsicherheiten in Bohrkernen sowie von sedimentationsbedingten Prozessen wie der zeitlichen Glättung.Der erweiterte Modellierungsrahmen wird nicht nur ermöglichen, alle verfügbaren Daten für das Holozän zu berücksichtigen, sondern ebenfalls die korrelationsbasierte Methode für länger zurückliegende Zeiträume anzuwenden, wenn die Datensätze von Sedimentbohrkernen dominiert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: USA
• Kooperationspartner: Dr. Maxwell Brown