Erdmagnetfeld: Schutz vor Sonnenwinden besteht länger als bisher angenommen

Analysen uralter Mineralien weisen auf einen aktiven Geodynamo schon vor über vier Milliarden Jahre hin – Neue Studie hat große Bedeutung für die frühe Erdgeschichte
Über vier Milliarden Jahre alt: Das Erdmagnetfeld schützt vor dem Strom geladener Teilchen des Sonnenwinds (Grafik nicht maßstabsgerecht)
Über vier Milliarden Jahre alt: Das Erdmagnetfeld schützt vor dem Strom geladener Teilchen des Sonnenwinds (Grafik nicht maßstabsgerecht)
© Michael Osadciw/University of Rochester
Rochester (USA) - Ohne den Schutz des Erdmagnetfelds würden Sonnenwinde nicht nur jedweden Funkverkehr stören. Weder unsere Atmosphäre noch hoch entwickeltes Leben könnten ohne diesen Strahlenschutzmantel existieren. Kanadische und amerikanische Geowissenschaftler fanden nun in winzigen Mineralproben aus Australien Hinweise, dass das schützende Magnetfeld schon seit über vier Milliarden Jahre die Erde umhüllt und damit etwa 750 Millionen Jahre länger als bisher angenommen. Diese Ergebnisse, veröffentlicht in der Fachzeitschrift „Science“, könnten auch den langen Streit der Geophysiker über den Beginn der Plattentektonik der Kontinente beenden.

Aufgebaut wird das Erdmagnetfeld durch komplexe Strömungen im flüssigen, eisenhaltigen Erdkern. Bisherige Studien gehen davon aus, dass dieser Geodynamo seit etwa 3,45 Milliarden Jahren aktiv ist. Diese Datierung beruht auf Proben entsprechend alter Mineralproben aus Südafrika, in die bei ihrer Entstehung Richtung und Stärke des damals herrschenden Magnetfelds eingeprägt wurde. Dieser Vorgang ist vergleichbar mit dem Beschreiben eines magnetischen Datenträgers mit digitalen Daten. Mit den Methoden der Paläomagnetik können diese eingeprägten Magnetfelder analysiert werden.

Geophysiker John Tarduno von der University of Rochester und seine Kollegen analysierten nun Mineralproben, die bis zu 4,2 Milliarden alt sind. Dabei handelte es sich um winzige Zirkon-Kristalle, die in Mineralproben aus der Hügellandschaft der Jack Hills in Westaustralien eingeschlossen waren. Diese Zirkone zählen zu den ältesten Materialien irdischen Ursprungs überhaupt. Die Untersuchungen mit einem hoch empfindlichen Magnetometer mit supraleitenden Komponenten zeigten eine magnetische Signatur, die mit keinem Ereignis der jüngeren Erdgeschicht erklärt werden konnten. So sind sich Tarduno und Kollegen sicher, dass ein Geodynamo schon vor mindestens vier Milliarden Jahren ein stabiles Erdmagnetfeld aufgebaut hatte.

Mit dieser Entdeckung muss nicht nur das Alter des Erdmagnetfelds rückdatiert werden. Da der Geodynamo seine Energie aus der Abkühlung heißer Massen zwischen flüssigem Erdkern und Erdmantel bezieht, nahmen parallel offenbar die gigantischen Umwälzpumpen im Erdinneren ihre Arbeit auf. Diese Konvektionsströme treiben aber auch die Bewegung der Platten in der Erdkruste an. So ist es wahrscheinlich, dass die Plattentektonik ebenfalls hunderte Millionen Jahre früher begann als bisher angenommen wird.

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