Zusammenfassung

Die Gewinnung zuverlässiger paläomagnetischer Daten, insbesondere der Paläointensität, wird jedoch durch verschiedenste Fehlerquellen erschwert. Zu diesen gehören Änderungen der Magnetomineralogie während des Laborversuchs oder auch der geologischen Vergangenheit, Anisotropie der magnetischen Remanenz, unterschiedliche Einflüsse des Domänenzustands auf den Remanenzerwerb zwischen natürlicher Magnetisierung und Laborversuchen, sowie unterschiedliche Abkühlungsgeschichten. 

Vulkanische Gläser erscheinen als hervorragende Speichermedien von vergangen Magnetfeldvariation, da sämtliche üblicherweise sehr schwer zu fassenden Fehlerquellen entweder nicht auftreten oder zumindest entdeckt und mit Hilfe von mineralogischen und gesteinsmagnetischen Faktoren korrigiert werden können.

Üblicherweise zeichnen sich Gläser durch eine unverfälschte und thermisch stabile magnetische Aufzeichnung aus, die durch Einbereichsteilchen getragen wird, zwei Bedingungen, die bereits wichtige Fehlerquellen ausschließen. In enger Zusammenarbeit mit Vulkanologen und Vulkanologinnen werden mit Hilfe von kalorimetrischen Experimenten - "Relaxation Geospeedometry" - wichtige strukturelle Eigenschaften wie die Glasentstehung - "glass transition temperature" - und die primäre Abkühlgeschwindigkeit bestimmt.

Der Nordosten der Äolischen Insel Lipari ist bekannt für seine mächtigen Obsidianvorkommen. © Rauchegger / Legerer

Der Nordosten der Äolischen Insel Lipari ist bekannt für seine mächtigen Obsidianvorkommen (vulkanisches Gesteinsglas). © Rauchegger / Legerer

Projektziele

Für zuverlässige magnetische Aufzeichnungen müssen die Übergangstemperaturen zum festen Glas oberhalb der magnetischen Remanenzerwerbstemperatur liegen. Die Abhängigkeit des Magnetisierungserwerbs von der Abkühlgeschichte wird untersucht und erlaubt eine Extrapolation der unter Labormaßstäben erworbenen Magnetisierung hin zu den natürlichen Abkühlraten und somit eine Korrektur der Paläointensitätsbestimmungen.

Im Rahmen dieses Projekts wird eine Sammlung verschiedenster vulkanischer Gläser untersucht, welche sich in Alter, Zusammensetzung, Fazies und Abkühlungsgeschichte unterscheiden. In Abhängigkeit dieser Bedingungen wird der möglicherweise ideale Charakter von Gläsern für die paläomagnetische Arbeit hinterfragt.

Ergebnisse

Unsere bisherigen Ergebnisse bestätigen diese idealen Eigenschaften insbesondere für silikatische Gläser. Zuverlässige Daten konnten für derartige Gläser aus Italien, Spanien und Neuseeland gewonnen werden und diese liefern wichtige Feldinformationen von bisher schlecht untersuchten Zeitperioden und Regionen. Im Rahmen des weiteren Projektverlaufs werden die Untersuchungen auf viele weitere zum Teil schon zur Verfügung stehende Gläser ausgedehnt. Mit Hilfe unseres kombinierten petrophysikalischen / paläo-magnetischen Ansatzes werden wir in der Lage sein, den Einfluss verschiedenster mineralogischer und gesteinsmagnetischer Faktoren auf die Zuverlässigkeit der Bestimmung von Magnetfeldvektoren in verschiedensten vulkanischen Gläsern zu verifizieren, wichtige Daten, die auch für andere thermoremanente Aufzeichnungsmedien von Bedeutung sind.

Im Rahmen dieses Projektes werden die Ergebnisse internationalen Datenbanken hinzugefügt und somit als essentielle Basis für Magnetfeldrekonstruktionen dienen. Zudem werden die sehr gut charakterisierten Proben dazu verwendet werden, die Analysetechniken, insbesondere der Intensitätsbestimmung, zu verfeinern.

Projektbeginn 01.2009
Projektende 12.2012
Projektteam
AnsprechpersonAbteilungEmailTelefon
LEONHARDT Roman Mag. Dr.Conrad Observatorium+43(0)1 36026 2507
Projektpartner

LMU München
Lancaster University
NGU Trondheim
İstanbul Teknik Üniversitesi
Montanuniversität Leoben

Kooperationspartner Paläomagnetfeld

Finanzierung

Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung - FWF

Publikationen

Ferk, A., J. S. Denton, R. Leonhardt, H. Tuffen, S. Koch, K.-U. Hess, D. B. Dingwell, in press: Paleointensity on volcanic glass of varying hydration states. Phys. Earth Plant. Int.

Ferk, A., R. Leonhardt, K.-U. Hess, D. B. Dingwell, (2011): Paleointensities on 8 ka obsidian from Mayor Island, New Zealand, Solid Earth, 2, 259-270.

Ferk, A., R. Leonhardt, F. W. v. Aulock, K.-U. Hess, D. B. Dingwell, (2011): Paleointensities of phonolitic obsidian: Influence of emplacement rotations and devitrification, J. Geophys. Res., 116 (B12113), 1–18.

Ferk, A., von Aulock, F., Leonhardt, R., Hess, K.-U., Dingwell, D.B.  (2010): A cooling rate bias in paleointensity determination from volcanic glass: an experimental demonstration. J. Geophys. Res., 115, B08102.

Leonhardt, R., Matzka, J., Nichols, A.R.L. and Dingwell, D.B., (2006): Cooling rate correction of paleointensity determination for volcanic glasses by relaxation geospeedometry. Earth Planet. Sci. Lett., 243, 282-292.

Website http://www.conrad-observatory.at/
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