Zweijahresbericht 2004/2005 - Bibliothek - GFZ

Anhand von Archiven kosmogener Nuklide, z. B. 10 Be in
Eisbohrkernen oder 14 C, werden Variabilität der Sonneneinstrahlung
und des Klimas der Vergangenheit untersucht.
Die Produktionsraten solcher Nuklide hängen aber
daneben auch von der Stärke des Erdmagnetfelds ab. Das
Modell wird inzwischen an verschiedenen Instituten verwendet,
um Stärke und Variabilität des Magnetfelds in solchen
Studien zu berücksichtigen.
Die Leitfähigkeit des Erdmantels
Wie einleitend erwähnt, tragen auch in der Erdkruste und
im Mantel induzierte Felder zu dem beobachteten Magnetfeldsignal
bei. Studien der elektromagnetischen Induktion
aus Satelliten- und Bodendaten können Erkenntnisse
über Verteilung und Änderung der elektrischen Leitfähigkeit
des Erdmantels liefern, welche zur Untersuchung von
geodynamischen Prozessen wie dem Abtauchen tektonischer
Platten, dem Aufsteigen von Mantel-Plumes und der
Konvektion anomal heißen Mantelmaterials dienen kann.
Dazu ist die Analyse der schnellen zeitlichen Magnetfeldvariationen
nötig, wobei das Verständnis der Geometrie
der Quellenfelder in der Magnetosphäre von entscheidender
Bedeutung ist. Im Gegensatz zu Observatorien,
die große Teile der Erdoberfläche und insbesondere
die Ozeane nicht abdecken können, liefern Satelliten praktisch
über den ganzen Globus verteilte Daten. Da jedoch
die Anzahl der Magnetfeldsatelliten gering ist, werden
räumlich komplexe externe Stromquellen zu jeder einzelnen
Zeit nur relativ schlecht durch die Satelliten erfasst.
Arbeiten, die im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms
„Erdmagnetische Variationen“ in Sektion 2.3
durchgeführt wurden, zeigten, dass frühere Ergebnisse von
elektromagnetischen Transferfunktionen nur aus CHAMP-
Abb. 2.66: Vorläufige digitale magnetische Anomaliekarte der Erde.
Preliminary digital magnetic anomaly map of the Earth.
Satellitendaten systematische Lokalzeitabhängigkeiten aufweisen,
die auf eine unvollständige Beschreibung der
Quellfeldgeometrie hinweisen (Balasis et al., 2004). Wiederum
ergänzen sich die reinen und langen Zeitreihen
magnetischer Observatoriendaten und die raum-zeitlich
verteilten Satellitendaten hervorragend, doch stellt auch
hier die gleichzeitige Analyse ein nicht unerhebliches Problem
dar. Die derzeitigen Arbeiten lieferten bereits eine
bessere Beschreibung der magnetosphärischen Quellen
sowie ein erstes, vorläufiges 1D-Modell der Leitfähigkeit
des Erdmantels (Abb. 2.65, Balasis et al., 2004).
Auf dem Weg zu einer globalen magnetischen Anomaliekarte
Seit eine ausreichende Anzahl an magnetischen Satellitendaten
zur Verfügung steht, wurde in der Sektion 2.3
eine sich stetig verbessernde Reihe von Modellen der
Magnetisierung der Erdkruste entwickelt, die ausschließlich
auf Satellitendaten beruht. Gesucht sind hier die statischen
Feldanteile nach geeigneter Datenauswahl und
weitgehender Elimination der Einflüsse externer Felder in
den Daten. Das neueste dieser Modelle ist MF4 (Maus et
al., 2005b). Da die Daten vom Satelliten etwa 400 km oberhalb
der Erdoberfläche gewonnen werden, enthalten sie
keine Information über die detaillierte Struktur des Krustenfelds,
d. h. lokale Anomalien mit Ausdehnung von
weniger als etwa 400 km. Diese werden nur durch aeromagnetische
Kartierungen erfasst, die jedoch lediglich für
bestimmte Regionen durchgeführt werden und nur die
Intensität des Erdmagnetfelds beschreiben, nicht aber die
Richtungen. Eine Kombination von Satelliten-, Bodenund
aeromagnetischen Daten ist notwendig, um Informationen
über das kleinräumige Vektorfeld der Krustenmagnetisierung
zu erhalten.
Zweijahresbericht 2004/2005 GeoForschungsZentrum Potsdam
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