Grönländisches Gestein bewahrt Spuren des Erdmagnetfeldes auf | Polarjournal
Die Wissenschaftler, die die kürzlich veröffentlichte Studie durchführten, befassten sich mit einer bandförmigen Eisenformation in der Isua Region in Grönland. Dieser geologische Ort, der als Isua Suprakrustalgürtel bekannt ist, ist 35 Kilometer lang und wird von der Eiskappe begrenzt. Foto: Claire Nichols

Vor 3,7 Milliarden Jahren könnte die Erde bereits ein Magnetfeld besessen haben, so eine Studie, die in dieser Woche veröffentlicht wurde.

Wissenschaftler haben in grönländischen Gesteinen die ältesten Spuren des Erdmagnetfeldes entdeckt. Das 3,7 Milliarden Jahre alte Gestein in der Region Isua in der Nähe von Nuuk im Südwesten Grönlands zeigt die Signatur eines Magnetfeldes mit einer Stärke von mindestens 15 Mikrotesla, eine Stärke, die mit dem heutigen Erdmagnetfeld vergleichbar ist.

Die Entdeckung, die von Wissenschaftlern der Universität Oxford und des Massachusetts Institute of Technology (MIT) gemacht und am Mittwoch im Journal of Geophysical Research,veröffentlicht wurde, ist einer der ersten Beweise für das Magnetfeld unseres Planeten und könnte Aufschluss über die Bedingungen geben, unter denen das Leben auf der Erde entstanden ist.

Ohne ein Magnetfeld hätte kein Leben auf unserem Planeten entstehen können. Das Magnetfeld ist ein Schutzschild, das uns vor Sonnenwind und kosmischer Strahlung schützt. „Das Magnetfeld ist theoretisch einer der Gründe, warum wir glauben, dass die Erde als bewohnbarer Planet wirklich einzigartig ist“, erklärte Claire Nichols, außerordentliche Professorin für Geologie der Planetenprozesse an der Universität Oxford, in einer Pressemitteilung des MIT, die am Mittwoch veröffentlicht wurde. „Man nimmt an, dass unser Magnetfeld uns vor schädlicher Strahlung aus dem Weltraum schützt und uns auch hilft, über lange Zeiträume stabile Ozeane und Atmosphären zu haben.“

Bänderförmige Eisenformation: Diese Art von Gestein tritt in Form von eisen- und kieselsäurereichen Bändern auf und enthält Eisenoxidmineralien. Diese können wie winzige Magnete wirken, die sich an jedem externen Magnetfeld orientieren. Durch eine Uran-Blei-Datierung, die am MIT durchgeführt wurde, konnte das Alter des gesammelten Gesteins auf 3,7 Milliarden Jahre geschätzt werden. Durch einen schrittweisen Prozess der Entmagnetisierung und Remagnetisierung der Gesteine wurde festgestellt, dass die Gesteine Spuren eines Magnetfeldes von 15 Mikrotesla enthielten, das 3,7 Milliarden Jahre alt war. Foto: Claire Nichols

Bisher wurde angenommen, dass unser Magnetfeld vor weniger als 3,5 Milliarden Jahren existierte. Die aktuelle Entdeckung fügt weitere 200 Millionen Jahre hinzu. „Das ist wichtig, weil wir glauben, dass das Leben in dieser Zeit entstanden ist“, erklärt Benjamin P. Weiss, Professor am Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences (EAPS) des MIT. „Wenn das Erdmagnetfeld einige hundert Millionen Jahre früher existiert hätte, hätte es eine entscheidende Rolle dabei spielen können, den Planeten bewohnbar zu machen.“

Das Magnetfeld unseres Planeten wird von seinem zentralen Kern angetrieben, der hauptsächlich aus Eisen besteht. In einer Konvektionsbewegung erzeugt der Kern elektrische Ströme, die wiederum das Magnetfeld der Erde erzeugen.

Aber wie kann man den Zeitpunkt bestimmen, an dem dieser magnetische Schild entstand? Hier kommen die Gesteine ins Spiel. Während ihrer Entstehung, die sich über Millionen von Jahren erstreckt, sammeln sich Sedimentkörner und Mineralien an, verdichten sich und werden unter späteren Ablagerungen begraben. Wenn die Lagerstätten magnetische Mineralien wie Eisenoxide enthalten, folgen sie während ihrer Entstehung der Anziehungskraft des Erdmagnetfeldes und hinterlassen in den Gesteinen den Abdruck des Magnetfeldes.

Die Aufgabe besteht nun darin, konservierte Gesteine zu finden, die nicht durch Hitze verändert wurden. Ein schwieriges Unterfangen: „Die Wiederherstellung alter Aufzeichnungen des Erdmagnetfeldes ist eine Herausforderung, da die Magnetisierung von Gesteinen im Laufe ihrer langen und komplexen geologischen Geschichte oft durch Erhitzen während der tektonischen Versenkung zurückgesetzt wird“, so die Autoren in ihrer am Mittwoch veröffentlichten Studie.

Es gibt jedoch einige Orte auf der Erde, an denen sich unberührte Gesteine befinden, die entscheidende Informationen über unseren Planeten und seine Entwicklung liefern. Dies ist der Fall in Grönland mit seinem 35 km langen und 3,7 Milliarden Jahre alten suprakrustalem Isua-Gürtel. Es ist ein bekannter Ort für Geologen, der bereits Informationen darüber geliefert hat, wie unser Planet in seiner Jugend aussah. Im Jahr 2021 zeigte eine Studie, dass das grüne Gestein von Isua die Erde vor Milliarden von Jahren mit einem riesigen Ozean aus geschmolzenem Magma bedeckt hat.

Link zur Studie: Claire I. O. Nichols, Benjamin P. Weiss, Athena Eyster, Craig R. Martin, Adam C. Maloof, Nigel M. Kelly, Mike J. Zawaski, Stephen J. Mojzsis, E. Bruce Watson, Daniele J. Cherniak. Possible Eoarchean Records of the Geomagnetic Field Preserved in the Isua Supracrustal Belt, Southern West Greenland. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2024; 129 (4) DOI: 10.1029/2023JB027706

Mirjana Binggeli, Polar Journal AG

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