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Zusammenfassung

Historische Magnetfeldvariationen - HISTMAG

Das Magnetfeld der Erde entsteht durch Dynamo - Prozesse im Erdkern und bildet einen Schutzschirm gegenüber energiereicher kosmischer und solarer Strahlung. Dieses Feld unterliegt jedoch kontinuierlichen Schwankungen in Richtung und Stärke. Diese Feldvariationen werden durch weltweit verteilte erdmagnetische Observatorien bestimmt. Die Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik zeichnet seit der Gründung 1851 diese Variationen auf.

© ZAMG Bugkel

Die Schifffahrt bediente sich sehr früh der Magnetik für das Navigieren. © ZAMG Bugkel

In Zukunft wird diese Beobachtungstätigkeit am Conrad Observatorium mit bisher nicht erreichter Genauigkeit fortgesetzt. Durch magnetische Observatoriumsmessungen konnten einige Besonderheiten des Erdmagnetfeldes identifiziert werden. Auffallend ist ein signifikanter Abfall der Magnetfeldstärke über den gesamten Beobachtungszeitraum von etwa zweihundert Jahren. Das Dipolmoment des Erdmagnetfeldes nahm in diesem Zeitraum um mehr als 10% ab. Auch die Richtung des Magnetfeldes änderte sich deutlich, die Deklination in Europa um etwa 20°. Um die zeitlichen Abhängigkeiten dieser Beobachtungen auf längeren Zeitskalen zu untersuchen und damit die Ursachen dieser langzeitlichen Feldschwankungen (Säkularvariation) zu hinterfragen ist es jedoch notwendig, den Beobachtungszeitraum deutlich in die Vergangenheit hinein auszudehnen.

Neben Observatoriumsbeobachtungen gibt es zeitlich frühere direkte Messungen des Erdmagnetfeldes. Magnetfeldkomponenten wurden aus vielen Gründen bestimmt, unter anderem für die Orientierung von Sonnenuhren, zur Richtungsbestimmung im Bergbau und bei der Marine, für historische Karten, aber auch aus wissenschaftlichem Interesse, zum Beispiel an Klöstern, an Sternwarten und auf Expeditionen.

Die Menschen erkannten bereits sehr früh die Magnetik für sich zu nützen. © ZAMG Geophysik Rauchegger

Magnetik stellt eine essentielle Basis für den zivilen und wissenschaftlichen Fortschritt in der menschlichen Entwicklung dar. © ZAMG Geophysik Rauchegger

Projektziele

Ziel dieses Projektes ist es direkte Beobachtungen des Magnetfeldes aus historischen Quellen zu sammeln. Zudem werden die Ergebnisse mit indirekten Messungen (aus archäomagnetischen und paläomagnetischen Daten) erweitert.

Indirekte Daten sind aus zwei Gründen unerlässlich

Zum einen ermöglichen diese Daten eine signifikante Erweiterung der Zeitreihe in die Vergangenheit und zum anderen können nur diese Daten Information über die Feldstärke vor den 40er Jahren des 18. Jahrhunderts liefern.

Die Zuverlässigkeit dieser indirekten Daten ist jedoch, abhängig unter anderem von Messmethodik und Material, stark debattiert. Ein Vergleich von Zeit- und Ortsnahen direkten und indirekten Daten ab dem Spätmittelalter ermöglicht einen unabhängigen Test der Zuverlässigkeit und Genauigkeit.

Mit Hilfe einer Bayes’schen Inversionsroutine (Lenhardt et Fabian 2007) kann dann eine sphärisch - harmonische Beschreibung des Erdmagnetfeldes und somit ein Zusammenhang zwischen Oberflächenbeobachtungen und dem Dynamoprozess im Erdkern hergestellt werden. Dadurch ist es möglich, sowohl die Ursachen, als auch die Auswirkungen von Feldvariationen besser zu verstehen. Demzufolge kann auch der momentan stark debattierte Zusammenhang zwischen Klima und Magnetfeld konstruktiv hinterfragt werden.

Eine exakte Rekonstruktion von Feldvariationen der Vergangenheit stellt zudem eine zusätzliche Datierungsmöglichkeit für die Archäologie zur Verfügung.

Ergebnisse

Aus dem Grund heraus, dass das Projekt derzeit in den Startlöchern steht, können noch keine Ergebnisse geliefert werden.

Projektbeginn 01.2013
Projektteam
AnsprechpersonAbteilungEmailTelefon
LEONHARDT Roman Mag. Dr.Conrad Observatorium+43(0)1 36026 2507
Projektpartner

Lehrstuhl für Geophysik - Montanuniversität Leoben
Ludwig Boltzmann Institut für Archäologische Prospektion und virtuelle Archäologie
Observatorium Tihany - Ungarn
Akademie der Wissenschaften Prag - Tschechien
NGU Trondheim - Norwegen
Observatorium Hurbanovo - Slowakai

Kooperationspartner Historisches Magnetfeld

Finanzierung

Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung - FWF

Publikationen

Leonhardt, R., Saleh, A. and Ferk, A. (2010): Archaeomagnetic field intensity during the Roman period at Siwa and Bahryn oasis, Egypt: Implications for the fidelity of Egyptian archaeomagnetic data. Archaeometry,52, 502-516.

Stark, F., Leonhardt, R., Faßbinder, J. and Reindel, M. (2009): The Field of Sherds: Reconstructing Geomagnetic Field Variations from Peruvian Potsherds. In: New Technologies for Archaeology. Eds: Reindel, M. Wagner, G.A., Springer, Berlin, Heidelberg, pp. 103-116.

Website http://www.conrad-observatory.at/
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Umfeld eines Stollens © ZAMG
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Historische Erdbeben
Holzschnitt aus der 'Weltchronik' von Hartmann Schedel, 1493. 'Und der Engel nahm das Rauchfaß und füllte es mit Feuer vom Altar und warf es auf die Erde, und Donner folgten, Getöse, Blitze und Beben.' Offenbarung 8,5 © ZAMG Geophysik Hammerl
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Willkommen bei der Magnetik der geophysikalischen Abteilung der ZAMG. © ZAMG Geophysik
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Willkommen am Conrad Observatorium. © Gerhard Ramsebner