Das Erdmagnetfeld im Neoproterozoikum: Neue Erkenntnisse aus einem hoch auflösenden paläomagnetischen Studium in Süd-China

• Antragsteller: Professor Dr. Stuart Alan Gilder
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 413587100

Paläomagnetische Daten aus dem Mittleren und Oberen Neoproterozoikum (850 bis 542 Ma) zeigen ungewöhnlich schnelle und mit großen Amplituden verbundene Variationen der Polwanderung. Die Interpretation dieser Daten ist heiß umstritten, besonders bezüglich der Konsequenzen für die Paläogeographie oder auch hinsichtlich des Erdmagnetfeldes, ob und in wieweit es von einem geozentrischen und axialen Dipolfeld abgewichen war. Dabei stellt sich die Frage, ob z.B. ein äquatorialer magnetischer Dipol punktuell das axiale Feld dominierte oder ob hyper-häufige Feldumkehrungen stattgefunden haben. Da aber diese ausgeprägten Variationen der Polwanderung in gleichaltrigen Gesteinen aus unterschiedlichen Kontinenten gemessen wurden, ist verschiedentlich vorgeschlagen worden, daß es sich hier um Episoden echter Polwanderung (true polar wander TPW) handeln könnte. Numerische Simulationen lassen vermuten, daß TPW-Wanderungen bis zu mehrere °/Ma erreichen können. Dagegen sind bei magnetischen Feldperturbationen Änderungen in der Größenordnung von einigen °/ka zu erwarten. Zur Klärung dieser unterschiedlichen Hypothesen ist eine hochauflösende paläomagnetische Studie an Proben aus einer kontinuierlichen Sektion erforderlich. Dazu bietet sich eine Sektion in Süd-China an, bei der wir bereits eine vorläufige Beprobung durchgeführt haben. Die schrittweise thermische Entmagnetisierung dieser Proben zeigt sehr stabile und wiederkehrende parallele Richtungen, gemessen an einem großen Probenset aus dem gleichen Horizont. Diese Sektion bildet folglich ein ausgezeichnetes Untersuchungsobjekt, um diese oben genannten ungewöhnlichen Variationen der Polwanderung für den Zeitraum von 820 und 800 Ma zu studieren. Wir schlagen eine hochauflösende paläomagnetische Studie (ca. 2000 Kerne) an dieser vollständigen und 185m mächtigen Sektion vor. Die magnetischen Remanenzkomponenten sollen durch thermische Entmagnetisierung isoliert werden, ergänzt durch gesteinsmagnetische Untersuchungen. Licht- und elektronenmikroskopische Beobachtung soll die Identifizierung der Natur und Genese der Träger der Gesteinsmagnetisierung ermöglichen. Wir werden die Ergebnisse zeitlich einordnen durch hoch-präzise U-Pb Datierungen an Zirkonen, die aus zwischen gelagerten Tuffschichten in der Sektion entnommen wurden. Das Ziel ist dabei, den Mechanismus des Magnetisierungserwerbes zu erkennen und dabei abzuschätzen inwieweit es sich bei den paläomagnetischen Richtungen um primäre oder zeitabhängige Komponenten handelt. Aufbauend auf diesem Datenset möchten wir die Frage nach der Geometrie des Erdmagnetfeldes während des Neoproterozoikums behandeln, was auch Eckdaten für Mechanismen wie speziell die echte Polwanderung TPW liefern sollte.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: China, Norwegen, Schweiz
• Kooperationspartner: Dr. Boris Robert; Professor Dr. Urs Schaltegger; Professor Dr. Xixi Zhao