Die Säkularvariation des Erdmagnetfeldes der letzten Jahrtausende

Die Säkularvariation des Erdmagnetfeldes wird in jungen Gesteinen und geheizten archäologischen Strukturen aufgezeichnet. Paläomagnetische Messungen an solchen Materialien erlauben die Säkularvariation mit einer Zeitauflösung im Bereich von Jahrzehnten für die Vergangenheit zu erfassen. Hiermit kann die Beschreibung des Erdmagnetfeldes mit Kugelfunktionsmodellen, die aus historischen Daten der vergangenen 400 Jahre gewonnen wurde, für die letzten Jahrtausende fortgesetzt werden.

Zeitreihen der Säkularvariation tragen einerseits zu einem besseren, geophysikalischen Verständnis des Erdmagnetfeldes bei; andererseits können sie für die Datierung von jungen Gesteinen und archäologischen Befunden genutzt werden.

Die Variation der archäomagnetischen Intensität seit 1500 v. Chr.
FWF Projekt P223295 (2011 – 2014)

Unentbehrlich für Modellierungen des Erdmagnetfeldes ist eine genügend dichte Datenbasis der Säkularvariation, nicht nur für die Richtung, sondern insbesondere auch für die Archäointensität. Während West-, Mittel- und Südeuropa für die letzten 2000 Jahre gut mit Archäorichtungen abgedeckt sind, ist der Anteil an Intensitäten eher gering und sie zeigen eine große Streuung. Genügend dicht und präzise sind bisher nur die Daten für die vergangenen 700 Jahre. Hauptziel des Projekts ist, an Fundstellen, für die Archäorichtungen bekannt sind, Messungen der Archäointensität durchzuführen. Hiermit soll der Datensatz an archäomagnetischen Gesamtvektoren Mitteleuropas für die letzten 3500 Jahre von 1 bis 2 Werten pro Jahrhundert auf etwa fünf Werte pro Jahrhundert vergrößert werden.

Dieses Ziel soll mit Hilfe einer neuen Paläointensitätsmethode erreicht werden, die zunächst getestet werden soll. Der angestrebte große Datensatz an archäomagnetischen Gesamtvektoren wird die Datenbasis für ein verbessertes Modell des Erdmagnetfeldes für die letzen 3500 Jahre liefern. 

In diesem Zeitintervall traten fünf archäomagnetische Jerks auf, die über schnelle Änderungen in der Bewegung des Richtungsvektors definiert sind. Zwischen 800 und 500 v. Chr. korreliert ein starker Anstieg der Archäointensität mit einem feuchteren und kälteren Klima in Mitteleuropa. Dies gilt auch für die erhöhten Archäointensitäten um 800 n. Chr. In beiden Zeitintervallen wird außerdem eine erhöhte 14C-Produktion beobachtet, die zu Plateaus in der 14C-Kalibrationskurve führt. Dies erhärtet Zusammenhänge zwischen dem Erdmagnetfeld und Prozessen in der Atmosphäre, die die Radionuklidproduktion oder Wolkenbildung steuern. Das Projekt wird eine wesentlich verbesserte Datenbasis für entsprechende globale Erdmagnetfeldmodelle liefern, um eventuelle Zusammenhänge zwischen Erdmagnetfeld, 14C-Produktion und Klima besser zu verstehen. 

Das archäomagnetische Gesamtvektorfeld in Mitteleuropa
FWF Projekt P19370-N19 (2006 – 2010)

Hauptziel des Projekts war, die Hypothese einer möglichen Beziehung zwischen dem Verhalten des Erdmagnetfeldes und Klimaänderungen zu prüfen. Die Behauptung ist, dass während der letzten 3000 Jahre die Kurve der Säkularvariation (Änderung der Richtung und Intensität des Feldes auf Zeitskalen von Jahrzehnten bis Jahrhunderten) relativ schnelle Wechsel der Bewegung (Zacken) der Feldrichtung aufweist. Gestützt auf Einzeldaten der Intensität aus Frankreich und Syrien scheinen vier der Zacken mit Maxima der Intensität des Erdmagnetfeldes zu korrelieren. Dieses Phänomen heißt ‘archaeomagnetischer Jerk’ und es wurde eine Beziehung mit Vorstößen der Alpengletscher vermutet. Mechanismen für mögliche Verbindungen von Erdmagnetfeld und Klima werden sehr kontrovers diskutiert.

Establishing archaeomagnetic dating in Austria
FWF Projekt M787-N11 (2004 – 2006)

Hauptziel des Projekts war eine Datenbasis für eine archäomagnetische Säkularvariationskurve Österreichs der vergangenen 4000 Jahre aufzubauen und auch Intensitätswerte für dieses Zeitintervall zu gewinnen.

Mit der im Projekt erstellten archäomagnetischen Kalibrationskurve für Österreich können archäomagnetische Datierungen in den letzten 2300 Jahren vorgenommen werden. Dieses Verfahren zur Datierung von in situ Befunden, wie Öfen oder Feuerstellen steht nun für die Archäologie zur Verfügung.

AARCH: Archaeomagnetic Applications for the Rescue of Cultural Heritage (2003 - 2006)

Forschungsnetzwerk im Rahmen des EU-Mobilitätsprogrammes für junge Forscherinnen und Forscher

Partner:

• Department of Archaeological Sciences, University of Bradford (GB)
• Centre De Physique Du Globe De L'IRM, Dourbes (Belgien)
• Geophysical Institute, Sofia, Bulgarian Academy of Sciences (Bulgarien)
• Department of Earth Sciences, Geophysical Laboratory, University of Aarhus (Dänemark)
• Laboratoire D'archeomagnetisme, Centre National De La Recherche Scientifique, Rennes (F)
• Department of Geophysics, Aristotle University of Thessaloniki (Griechenland)
• Facultad De Cc.Fisicas, Universidad Complutense De Madrid (Spanien)
• Geomagnetism Laboratory, University of Liverpool (GB)
• Department of Geological Sciences, University of Plymouth (GB)
• Dipartimento di Scienze della Terra, Universitá degli Studi di Torino (I)
• Dipartimento di Scienze della Terra, Universitá degli Studi di Napoli (I)

Link zur Projekts-Homepage (Institut Royal Météorologique, Dourbes, Be)