Magnetische Verbindung zu Nachbarkontinenten der Antarktis

Universität Kiel an Auswertung aeromagnetischer Satellitendaten der ESA beteiligt

Die Antarktis ist einer der Teile der Erde, über den wir am wenigsten wissen. Aufgrund des massiven Eispanzers ist die Erhebung geophysikalischer Informationen vor Ort extrem schwierig und teuer. Mithilfe von Satellitendaten der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) ist es einem internationalen Forschungsteam nun gelungen, die Antarktis mit den Nachbarkontinenten in Verbindung zu bringen, mit denen sie eine lange tektonische Geschichte teilt. Einen großen Anteil daran hatten Wissenschaftler der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU): die Doktoranden Peter Haas und Yixiati Dilixiati sowie Jörg Ebbing, Professor für Geophysik.

In der am 9. März im Fachmagazin Scientific Reports veröffentlichten Studie wurden bereits vorliegende aerogeophysikalische Daten aus dem südlichen Afrika, Australien und der Antarktis mit neuen magnetischen Satellitendaten, die auf der Swarm-Satellitenmission der ESA basieren, zusammengeführt. „Swarm“ (deutsch: Schwarm) wird die Formation aus drei Satelliten der Weltraumorganisation genannt, die hochauflösende Messungen der Stärke, Ausrichtung und Schwankungen des Erdmagnetfelds ermöglicht. Die so gesammelten Daten ergänzen die oft mit dem Flugzeug gemessenen Daten, die über einen Zeitraum von mehr als 60 Jahren und mit unterschiedlicher Genauigkeit und Auflösung erfasst worden sind.

„Wir hatten mit den alten Daten gewissermaßen einen Flickenteppich an unterschiedlichen Briefmarken, die aneinandergelegt ein Bild ergeben haben – allerdings mit weißen Stellen. Der Satellit hat nun von diesen weißen Flächen neue Aufnahmen gemacht. Diese gleichen wir mithilfe eines neu in Kiel entwickelten Verfahrens mit den alten Daten ab und haben so ein vollständiges Bild der geologischen Strukturen unter dem Eis“, erklärt Jörg Ebbing.

Mit den Daten kann nun besser untersucht werden, wie sich Antarktika im Vergleich zu seinen Nachbarkontinenten geologisch entwickelt hat. „Vor etwa 180 Millionen Jahren waren die heutigen Kontinente in einer großen Landmasse vereinigt, nämlich dem Superkontinent Gondwana. Die Überreste von Gondwana machen etwa zwei Drittel der heutigen Kontinentalfläche aus, darunter Südamerika, Afrika, die Antarktis, Australien, der indische Subkontinent, Seeland und Arabien“, berichtet Peter Haas, der eine Animation zum Thema erstellt hat. Diese Animation verdeutlicht anhand der neuen Magnetikdaten die Bewegung der tektonischen Platten in der Vergangenheit. Es wird ersichtlich, wie die Antarktis mit den Jahrmillionen (Ma) plötzlich in das Zentrum des Plattentektonik-Puzzles rückt und die anderen Kontinente an sich schmiegt.

Die Nachbarkontinente sind eisfrei. Vergleicht man deren Magnetikdaten mit denen der Oberfläche in der Antarktis, können die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Strukturen unter dem Eis besser verstehen. „Dadurch können wir letztendlich auch den Wärmefluss besser bestimmen“, ergänzt Jörg Ebbing. „Dies hilft unter anderem die Dynamik der Eisschilde besser vorauszusagen, was auch in Klimamodelle eingeht. Hierzu verfolgen hier einen Machine-Learning-Ansatz, der uns neue Erkenntnisse aufgrund vorhandener Datensätze ermöglicht.“

Originalpublikation:
Ebbing, J., Yixiati, D., Haas, P., Ferraccioli, F. and Scheiber-Enslin, S., 2021. East Antarctica magnetically linked to its ancient neighbours in Gondwana. Scientific Reports. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-021-84834-1

Originalmeldung der ESA:
http://www.esa.int/Applications/Observing_the_Earth/Swarm/Antarctica_s_magnetic_link_to_ancient_neighbours

Weiterführender Link:
3D Earth: http://www.3dearth.uni-kiel.de

Verwandter Beitrag:
http://www.uni-kiel.de/de/universitaet/detailansicht/news/382-antarktis

Visualisierung:
https://youtu.be/_Go3JXji7cs
Zum ersten Mal hat ein internationales Team von Wissenschaftlern magnetische Daten der ESA-Mission Swarm zusammen mit aeromagnetischen Datensätzen verwendet, um die Geheimnisse der Geologie zu lüften, die den kilometerdicken Eisschilden der Antarktis zugrunde liegt. Ihre Ergebnisse lassen sich gut mit der Geologie der ehemals benachbarten Kontinente Australien, Indien und Südafrika vergleichen, die einst Teil des alten Superkontinents Gondwana waren. Die Animation veranschaulicht anhand der neuen magnetischen Daten diese Bewegung der tektonischen Platten über Jahrmillionen.
© Peter Haas

Standbild aus der Visualisierung:
http://www.uni-kiel.de/de/pressemitteilungen/2021/048-magnetic-antarctica.png
Standbild aus der Animation.
© Peter Haas

Kontakt:
Prof. Dr. Jörg Ebbing
Institut für Geowissenschaften
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Telefon: 0431/880-2832
E-Mail: joerg.ebbing@ifg.uni-kiel.de

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
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Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Jörg Ebbing
Institut für Geowissenschaften
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Telefon: 0431/880-2832
E-Mail: joerg.ebbing@ifg.uni-kiel.de

Originalpublikation:

Ebbing, J., Yixiati, D., Haas, P., Ferraccioli, F. and Scheiber-Enslin, S., 2021. East Antarctica magnetically linked to its ancient neighbours in Gondwana. Scientific Reports. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-021-84834-1

Weitere Informationen:

http://www.uni-kiel.de/de/detailansicht/news/048-antarktika-nachbarn