Neue Perspektive auf frühe Erdgeschichte

Ohne den Schutz des Erdmagnetfelds würden Sonnenwinde nicht nur jedweden Funkverkehr stören. Weder unsere Atmosphäre noch hoch entwickeltes Leben könnte ohne diesen Strahlenschutzmantel existieren. Geowissenschaftler fanden nun in winzigen Mineralproben aus Australien Hinweise, dass das schützende Magnetfeld schon seit über vier Milliarden Jahre die Erde umhüllt. Das sind 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 von den Kontinenten beenden.

Grafik zeigt links eine Sonne, von der Linien ausgehen, die auf einen Schirm aus Ovalen treffen, der sich um die Erde ausbreitet.
Schutz durch Erdmagnetfeld

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 wurden. 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 Jahre alt sind. Dabei handelte es sich um winzige Zirkonkristalle, 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 Erdgeschichte erklärt werden konnte. 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 wurde.