Beiträge zum Verständnis des Erdmagnetfeldes durch detaillierte magnetomineralogische und paläomagnetische Analysen von hochauflösenden Seesedimentkernen aus hohen Breitengraden

• Antragstellerin: Dr. Stephanie Scheidt
• Fachliche Zuordnung: Geologie ; Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 521549505

Hochauflösende, gut datierte Sedimentaufzeichnungen sind wichtige Archive für Richtungs- und Intensitätsvariationen des Erdmagnetfelds und spielen eine Schlüsselrolle für das Verständnis der Entwicklung des Erdmagnetfeldes, sowie der diesem zugrunde liegenden Prozesse im tiefen Erdinneren. In dieser Hinsicht ist die global sehr ungleiche Verfügbarkeit der paläomagnetischen Daten problematisch. Insbesondere in der Arktis wäre eine höhere Datendichte wünschenswert, da der größte Teil dieser Region im Tangentialzylinder des inneren Erdkerns liegt, in dem die geodynamische Aktivität vermutlich anders ist als außerhalb. In diesem Projekt werden die relative Paläointensität (RPI) und die Paläosäkularvariation (PSV) an drei Standorten in der Arktis rekonstruiert, die sich innerhalb und außerhalb des Tangentialzylinders befinden. Die Analysen werden an hochauflösenden Sedimentkernen aus den Seen Bolshoye Shchuchye (506-48, 506-50, Co1321), Maloye Shchuchye (506-51) und Levinson-Lessing (Co1401) durchgeführt, deren regionale Klima- und Umweltgeschichte rekonstruiert wurden die über eine gut abgesicherte Chronologie verfügen. Kern Co1401 hat an der Basis ein Alter von ~62 ka, während die Kerne 506-X und Co1321 Alter von ~24 bzw. ~27 ka erreichen. Erste Arbeiten an Kern Co1401 haben gezeigt, dass sich das Sediment hervorragend für paläomagnetische Analysen eignet und durchgehend Magnetofossilien enthält. Darüber hinaus sind die geomagnetische Exkursion Laschamps und Mono Lake in einer für die Arktis beispiellos hohen Auflösung aufgezeichnet. Allerdings ist die RPI des oberen Teils des Kerns durch initiale Greigitbildung beeinträchtigt. Vorläufige paläomagnetische Analysen der Kerne 506-X und Co1321 ergaben eine Richtungsanomalie um 20 ka, doch fehlen weitere für eine Interpretation notwendig Daten. Um die RPI- und PSV-Datenlage für die Arktis zu verbessern, werden detaillierte Untersuchungen durchgeführt, um a) die Magnetischen Minerale zu charakterisieren, b) die Konzentrations- und Diversitätsvariationen von Magnetofossilien zu bestimmen und c) den Einfluss von Greigit auf die RPI zu analysieren. Darüber hinaus werden die neuen RPI- und PSV-Daten statistisch ausgewertet und in neue geomagnetische Feldmodelle einbezogen, die auf einer globalen Zusammenstellung veröffentlichter paläomagnetischer Daten beruhen und ein besseres Verständnis der Feldgeometrie ermöglichen. Die neuen Erkenntnisse nutzend, werden folgende übergeordneten Ziele anvisiert: A) Es wird gezeigt werden, ob sich die geodynamische Aktivität innerhalb und außerhalb des Tangentialzylinders unterscheidet. B) Sphärisch-harmonische Modelle werden zeigen, ob die bei ~20 ka erkannte Richtungsanomalie mit einer geomagnetischen Exkursion (z.B. Hilina Pali) zusammenhängt. C) Der Einfluss der geomagnetischen Feldstärke auf die Häufigkeit von Magnetofossilien wird erstmals untersucht. D) Die Auswirkung variabler Konzentrationen von Süßwasser-Magnetofossilien auf die RPI-Bestimmungen wird bestimmt.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2404: Rekonstruktion der Dynamik des tiefen Erdinnern über geologische Zeiträume (DeepDyn)
• Internationaler Bezug: Norwegen, Österreich, USA
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Dr. Ramon Egli; Professor Dr. Haflidi Haflidason; Professor Dr. Darrell Kaufman; Professor Dr. John Inge Svendsen, Ph.D.; Professorin Dr. Elizabeth K. Thomas, Ph.D.