Reconstruction of the Earth's magnetic field intensity during the last 200.000 years based on Beryllium-10 records from deep sea sediments | Rekonstruktion der Erdmagnetfeldstärke während der letzten 200.000 Jahre basierend auf Beryllium-10-Profilen von Tiefseesedimenten

Diese Arbeit präsentiert einen neuen Ansatz zur Rekonstruktionder relativen Erdmagnetfeldstärke während der letzten 200.000 Jahrebasierend auf 10 Be-Profilen von Tiefseesedimenten. Es wird gezeigt, dass es mitHilfe einfacher Boxmodelle möglich ist, die Verteilung der Deposition von Beryllium-10 imOzean zu simulieren. Mit diesen Modellergebnissen werden die ozeanischen Transportprozessequantifiziert und damit das Transportsignal vom atmosphärischen Be-10-Produktionssignal getrennt. Die Transport-korrigierten Be-10-Profile dienen alsGrundlage zur Berechnung der relativen Variation des Erdmagnetfeldes währendder vergangenen 200.000 Jahre. Zusätzlich können in einem inversen Ansatz, d.h.aus dem Vergleich von berechneten Be-10-Produktionsschwankungen mit den Modell-korrigiertenProfilen, Schlussfolgerungen über die glaziale Ozeanzirkulation im Südatlantikgezogen werden. Demnach war der Südatlantik während der letzten beidenGlaziale wahrscheinlich sowohl weniger ventiliert, als auch durch das Vordringenpazifischen Tiefenwassers charakterisiert und zeigte eine größere Bioproduktivitätin den heutigen Hochproduktivitätsgebieten. Aufgrund der aktuellen Diskussionüber einen möglichen Zusammenhang zwischen solar-magnetischer Aktivität undErdklima werden abschließend verschiedene in der Literatur vorgeschlagene Kopplungsmechanismenzusammengestellt und diskutiert. Die "galactic cosmic ray Hypothese",die einen Zusammenhang zwischen dem Fluss kosmischer Höhenstrahlungund dem Klima der Erde vermutet, wird anhand des Vergleichs der hier vorgestelltenErdmagnetfeldrekonstruktion mit Klimaaufzeichnungen von Stalagmiten qualitativüberprüft. Aufgrund von Unwägbarkeiten (Datierungsprobleme, AnalytischeUngenauigkeiten und fehlender Kenntnis eines physikalischen Kopplungsmechanismuses)ist eine eindeutige Bestätigung dieser Hypothese z.Zt. nicht möglich. DieErgebnisse zeigen jedoch, dass ein Zusammenhang zwischen dem Fluss kosmischerHöhenstrahlung und dem Klima der Erde nicht auszuschließen ist.

This work presents a new approach for the reconstruction ofthe Earth's magnetic field intensity during the last 200,000 years based on Beryllium-10 recordsderived from deep sea sediments. Simple box models are shown to be ableto describe the distribution of the depositional flux of Be-10 in the ocean. The modelresults are used to quantify the transport of Be-10 and they allow to separatethe Be-10-production from transport signals. The transport-corrected records areused to calculate the relative variation of the Earth's magnetic field during thelast 200,000 years. A comparison of calculated Be-10-production changes with themodel-corrected records -by using an inverse approach- shows evidence that theglacial South Atlantic Ocean probably was less ventilated, that there was more bio-productivityin recent high productivity areas, and that the South Atlantic deepwaters were influenced by northward owing pacific deep waters. Because of theongoing discussion about a solar-magnetic influence on climate, some possible mechanismsare summarized and discussed. The galactic cosmic ray hypothesis, whichlinks the flux of cosmic rays to Earth's climate, is tested by comparing the reconstructionof the Earth's magnetic field to mid- and low-latitude climate-recordsfrom stalagmites. The cosmic ray hypothesis can not be confirmed unambiguouslyby the results of this work (because of incorrect age models, analytical errors, andthe absence of a physical mechanism that describes the assumed link between cosmicrays and climate). However, a correlation between the flux of galactic cosmicrays and Earth's climate can not be excluded.