Das Magnetfeld der Erde ist nicht statisch, sondern in ständigem Wandel begriffen. Schon nach wenigen Jahren sind deshalb alle Karten und Modelle der globalen Feldstärken und anderen magnetischen Eigenschaften längst wieder überholt und für viele Anwendungen zu ungenau. In weltweiter Kooperation erarbeiten Wissenschaftler daher alle fünf Jahre eine neue globale Karte des Erdmagnetfeldes.
Einen wichtigen Baustein zur Verbesserung dieser Weltkarte leisten auch Wissenschaftler des DFG-Schwerpunktprogramms „Erdmagnetische Variationen“ im Rahmen des Programms GEOTECHNOLOGIEN .
Kartierung des Erdkrustenfeldes
Der Schwerpunkt der Wissenschaftler liegt allerdings nicht auf dem Hauptmagnetfeld des Erdkerns. Vielmehr erforschen sie das sekundäre Magnetfeld in der Erdkruste, dass durch die Magnetisierung der Gesteine hervorgerufen wird. Diese beiden Felder überlagern sich und führen sogar lokal zu so starken Anomalien, dass beispielsweise die verlässliche Orientierung mit einem Kompass nicht mehr möglich ist. Mit dem bereits 1999 gestarteten Forschungssatelliten CHAMP ist die Erfassung dieser Anomalien erstmals aus dem Weltall und in hoher Auflösung möglich.
Mit seiner Hilfe haben die Forscher herausgefunden, dass sich die stärksten Anomalien entlang der ehemaligen Ränder des Urkontinents Gondwana befinden. Zudem hat sich die Vermutung erhärtet, dass sich die Magnetisierung auf die Erdkruste und somit auf einen Bereich zwischen zehn bis fünfzig Kilometer unterhalb der Oberfläche beschränkt. Denn in den tieferen Regionen des Erdmantels verliert das Gestein aufgrund der hohen Temperatur seine Magnetisierung. Trotzdem sprechen die Wissenschaftler vorsichtshalber vom Lithospärenmagnetfeld, da sich letztendlich nicht ausschließen lässt, dass auch kühlere Bereiche des oberen Erdmantels magnetisiert sein könnten.
Rohstoffsuche per Satellit
Doch warum eigentlich dieser ganze Aufwand? Neben der wissenschaftlichen Grundlagenforschung hat die Kartierung der magnetischen Anomalien der Lithosphäre auch durchaus einen praktischen Wert. Denn da verschiedene Gesteine und geologische Strukturen bestimmte Muster im Erdkrustenmagnetfeld hinterlassen, kann man durch die genaue Kartierung von Feldanomalien einen Rückschluss auf das Innere der Erdhülle ziehen. Beispielsweise führten Entdeckungen von Streifenmuster im Magnetfeld beidseitig der Mittelozeanischen Rücken zur Theorie der Plattentektonik. Durch die neuerdings erreichte Messgenauigkeit können auch kleinräumige Strukturen besser analysiert werden. So erlangt die Kenntnis über das Lithosphärenmagnetfeld auch bei der Suche nach Rohstoffen wie Erdöl, Mineralien oder Wasser eine immer größere Bedeutung.
Vor wenigen Monaten wurde – unterstützt durch das Forschungsprogramm GEOTECHNOLOGIEN – eine aktualisierte Weltkarte des Erdkrustenmagnetfeldes veröffentlicht. Die Wissenschaftler zeigten sich positiv überrascht von der Detailgenauigkeit ihrer Ergebnisse. Im Gegensatz zu früheren Darstellungen sind nun wesentlich mehr Einzelheiten sichtbar und erstmals konnten sogar mithilfe eines Satelliten magnetische Bänder entlang von Subduktionszonen nachgewiesen werden. Ein bislang nicht erklärbares Phänomen gibt den Forschern aber neue Rätsel auf. Denn das Lithosphärenmagnetfeld erscheint über dem Südatlantik außergewöhnlich schwach und an den Polen unerwartet stark. Der nächste wichtige Schritt wird daher die Verschneidung der Satellitendaten mit den Ergebnissen oberflächennaher Messungen sein.
(GEOTECHNOLOGIEN, DFG-Schwerpunktprogramm Geomagnetische Variationen, 28.06.2004 – AHE)
