Benutzerspezifische Werkzeuge
Sie sind hier: Startseite Wissen Ungewohnte Rippel

Ungewohnte Rippel

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 11.09.2007 19:03

Ein ganz fremder Blick auf die Erde wurde jetzt auf der Generalversammlung der Internationalen Geowissenschaftlichen Union IUGG in Perugia präsentiert. Voller Rippel, Furchen und Hügel und in den buntesten Farben gefleckt zeigt sich der Erdball auf der ersten Weltkarte der Magnetanomalien. Auf ihr werden die lokalen Variationen des Erdmagnetfeldes, die durch die unterschiedliche Beschaffenheit der Erdkruste hervorgerufen werden, mit einer Auflösung von in der Regel fünf Kilometern verzeichnet. Neben den Geowissenschaftlern ist insbesondere die Bergbauindustrie an solchen Karten interessiert, zeigen sie doch, wo es sich lohnen könnte, nach neuen Vorkommen zu suchen.

Die Karte und die gleichzeitig veröffentlichte Datenbank zeichnen die örtlichen Abweichungen der Erdmagnetfeldstärke in fünf Kilometern Höhe auf und geben so ein Bild von der Struktur der obersten Schicht unseres Planeten, der Erdkruste wieder. "Die Magnetmessungen gehören zu den effizientesten Methoden nach verborgenen geologischen Strukturen zu suchen und vor allem nach Bodenschätzen", betont Juha Korhonen, Geophysiker beim Finnischen Geologischen Dienst, der die Arbeiten an der Magnetanomalien-Weltkarte koordiniert. Diese Hinweise auf verborgene Bodenschätze machen die Weltkarte gerade für die Industrie interessant, auch wenn die Maschenweite mit fünf mal fünf Kilometern doch zu weit ist, um durchschnittliche Vorkommen direkt auf der Weltkarte ausmachen zu können. "Wir können nur ein paar der größten Eisenerzvorkommen ausmachen, etwa Kursk in der Ukraine oder Kiruna in Schweden", so Korhonen, "aber die geologische Beschaffenheit der Wirtsgesteine, die Erz-, Öl- oder Gaslagerstätten beherbergen könnten, kann man so schon abschätzen."

Ungewohnt bunt gibt sich der Europa-Ausschnitt aus der Magnetanomalien-Karte. Foto: IAGA

Das Erdmagnetfeld ist ein unsichtbarer Schirm, der unsere Erde wie eine Glocke umgibt und gegen Ströme geladener Teilchen aus dem All abschirmt. Das Feld entsteht, nach allem was wir wissen, durch Konvektionsströme im flüssigen äußeren Erdkern, 3000 Kilometer unter unseren Füßen. Vereinfacht stellt man sich seine Gestalt wie die eines Magnetfeldes vor, das ein einfacher Stabmagnet erzeugt. Die Feldlinien laufen vom Nordpol des Magneten zu seinem Südpol, da seit rund 700.000 Jahren der Nordpol des Erdmagnetfeldes in der Nähe ihres geographischen Südpols liegt, laufen die Magnetfeldlinien in Richtung Arktis. Doch wenn man genauer hinschaut, stimmt dieses einfache Bild vom Erdmagnetfeld nicht. Es gibt große Bereiche des Erdmagnetfeldes, in denen das Hauptfeld von seiner normalen Stärke abweicht, so etwa die südatlantische Anomalie vor der Ostküste Südamerikas, wo das Magnetfeld so schwach ist, dass hochfliegende Flugzeuge hier eine stärkere Strahlenbelastung abbekommen als anderswo. Mit Schiffen und Flugzeugen wurde diese Anomalie schon vor langem entdeckt, mit den Radarsatelliten Oersted und Champ wurde sie vor wenigen Jahren genau vermessen.

Wenn man noch genauer hinsieht, kann man erkennen, dass auch die Gesteine der Erdkruste das Magnetfeld verändern. So ist es unmittelbar einleuchtend, dass zum Beispiel Eisenerzvorkommen das Magnetfeld lokal verändern, doch auch Erdöl- oder Erdgaslagerstätten tun dies, oder Vulkane. Diese Änderungen sind aber so kleinräumig, dass man sie nur mit aufwendigen Messkampagnen erkennen kann. Flugzeuge oder Hubschrauber überfliegen dafür das Gebiet in einem regelmäßigen Raster und messen dabei die Werte des Magnetfeldes an der jeweiligen Stelle. Eben weil man so viel über den Untergrund und vor allem über Bodenschätze lernen kann, ohne tief in die Erde zu graben oder zu bohren, haben die meisten Staaten diese Kampagnen für ihr Territorium längst durchgeführt. Sogar das riesige Russland hat fast sein gesamtes Territorium im 5-Kilometer-Netz abfliegen lassen, manchmal sogar in einem engeren Raster. Für Nordamerika, immerhin der drittgrößte Kontinent der Erde, gibt es sogar eine Karte im 1-Kilometer-Raster. "Leider gab es bislang keine Karte, die einen weltweiten Überblick über die Magnetfeldanomalien bot", bedauert Korhonen. Und das, obwohl die Weltorganisation für Geodäsie und Geologie, in der die geowissenschaftlichen Fachorganisationen der Erde zusammengefasst sind, dies schon seit 1977 fordert.

Dass das Unterfangen so zäh geriet, daran waren die Wissenschaftler einerseits selbst nicht unschuldig, denn die Organisation geriet unerwartet holprig. Schwierig wurde es andererseits aber auch dadurch, dass die geophysikalische Untersuchung des Untergrundes eine hoheitliche Aufgabe jedes Staates ist. Entsprechend schwierig gestalteten sich dann auch die Verhandlungen, welche Daten von wem zur Verfügung gestellt werden sollten. Erst vor kurzem haben sich beispielsweise Russland, Indien und Argentinien bereit erklärt, an der Karte mitzuarbeiten, eine Reihe anderer Staaten ist weiterhin außen vor. In ihrem Fall greift die Weltkarte auf Daten des Magnetfeldsatelliten Champ zurück, die allerdings in einem wesentlich gröberen Raster von mindestens 50 Kilometer vorliegen. Champ musste auch einspringen, um die Lücken auf hoher See zu füllen. Dort gibt es außer einer überschaubaren Zahl von Schiffsexpeditionen, die bei ihren Patrouillenfahrten auch Magnetfeldmessungen durchführten, keine Datensätze. "Wir haben versucht, von den Messreihen aus zu interpolieren", so Korhonen, "aber wenn man zu weit vom Kurs des Schiffes weggeht, wird aus der Interpolation ein Raten."

Der deutsche Magnetfeldsatellit Champ vermisst die Erde seit mehr als sieben Jahren. Foto: GFZ Auch in den Polregionen ist die Datenlage dünn. Zumindest für die Arktis soll sich das ändern. "Im kommenden Jahr wird es eine neue Magnetkarte der Arktis geben", so Korhonen, "allerdings sind die meisten Daten im Besitz von Ölfirmen. Der Norwegische Geologische Dienst verhandelt gerade mit ihnen, wie viele dieser Daten bei uns kostenlos veröffentlicht werden dürfen." Denn die Weltmagnetfeldkarte soll online für jedermann frei verfügbar sein. Selbst mit dem relativ groben Raster von fünf mal fünf Kilometern liefert sie der Industrie wertvolle Informationen. "Mit dieser Karte kann man das regionale Niveau des Magnetfeldes bestimmen und seine eigenen Messwerten um diesen Wert korrigieren", so Korhonen. So kann man aus den eigenen engmaschigen Messungen die ganz lokalen Veränderungen herausfiltern und den begehrten Vorkommen genauer auf die Spur kommen.

Die jetzt vorgestellte Karte ist nur eine erste Version. Angestrebt wird eine Verringerung der Maschenweite auf zwei und letztendlich einen Kilometer. "Dann kann man die Karte direkt für die geophysikalische Arbeit nutzen", so Korhonen. Dafür hofft Juha Korhonen auf eine neue Satellitengeneration: "2011 wird es Satellitenmissionen wie Swarm geben, die aus dem Erdorbit heraus sehr detailgenaue Karten von Magnetanomalien erstellen werden. Wir hoffen, dass Esa und Nasa dann die Verantwortung übernehmen werden, dass diese neuen Daten auch in eine Weltkarte einfließen."