Zwei massive, äußerst heiße Strukturen tief im Erdmantel – sie liegen unter Afrika und dem Pazifischen Ozean in etwa 2.900 Kilometern Tiefe – üben seit Hunderten von Millionen Jahren einen langfristigen Einfluss auf das Magnetfeld des Planeten aus. Eine neue Studie unter der Leitung von Professor Andy Biggin von der Universität Liverpool zeigt, dass diese Strukturen thermische Kontraste an der Kern-Mantel-Grenze erzeugen und sich darauf auswirken, wie flüssiges Eisen fließt und das Magnetfeld erzeugt.
Den Geodynamo verstehen
Das Erdmagnetfeld wird durch den Geodynamo erzeugt: die Bewegung von geschmolzenem Eisen im äußeren Kern. Dieser Vorgang ähnelt der Erzeugung von Strom aus fließendem Wasser oder Dampf durch eine Turbine. Aber der Kern ist nicht einheitlich; Temperaturschwankungen sind der Schlüssel. Forscher kombinierten alte Magnetfeldaufzeichnungen (Paläomagnetismus) mit fortschrittlichen Computersimulationen, um zu rekonstruieren, wie diese tiefen Erdmerkmale das Magnetfeld über 265 Millionen Jahre hinweg geformt haben.
Wärmekontraste und Kernstagnation
Die Simulationen zeigen, dass die obere Schicht des äußeren Kerns keine konstante Temperatur aufweist. Stattdessen gibt es lokalisierte Hotspots, die von kontinentalgroßen Felsstrukturen bedeckt sind. Unterhalb dieser heißen Regionen kann sich das flüssige Eisen im Kern verlangsamen oder sogar stagnieren, anstatt kräftig zu fließen, wie es in kühleren Bereichen der Fall ist. Das bedeutet, dass einige Teile des Magnetfelds über immense Zeiträume hinweg stabil geblieben sind, während sich andere im Laufe der Zeit dramatisch verändert haben.
„Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass es im Gesteinsmantel direkt über dem Kern starke Temperaturkontraste gibt“, erklärte Professor Biggin. „Dies beeinflusst die Art und Weise, wie flüssiges Eisen fließt, und beeinflusst die Stabilität des Magnetfelds.“
Implikationen für die Erdgeschichte
Diese Entdeckung hat weitreichende Auswirkungen auf mehrere wissenschaftliche Bereiche. Beispielsweise kann das Verständnis, wie sich das Magnetfeld verändert hat, dabei helfen, den Zerfall alter Superkontinente wie Pangäa aufzuklären. Das Verhalten des Magnetfelds hängt auch mit dem antiken Klima, der Entwicklung des Lebens und sogar der Bildung von Mineralvorkommen zusammen.
Bisher gingen viele Wissenschaftler davon aus, dass sich das Erdmagnetfeld über lange Zeiträume wie ein perfekter Stabmagnet verhält. Diese Studie stellt diese Annahme in Frage. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Magnetfeld dynamischer ist und durch ungleichmäßige Prozesse in der Tiefe der Erde geformt wird.
Diese Forschung betont, dass das antike Magnetfeld nicht immer perfekt auf die Rotationsachse der Erde ausgerichtet war, was bedeutet, dass langfristige Durchschnittswerte irreführend sein können. Diese Ergebnisse stärken die Nutzung paläomagnetischer Aufzeichnungen, um die Entwicklung der tiefen Erde und ihrer stabilen Eigenschaften zu verstehen.
Die Studie wurde am 3. Februar 2026 in Nature Geoscience veröffentlicht (doi: 10.1038/s41561-025-01910-1).
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese neu entdeckten tiefen Erdstrukturen nicht nur geologische Merkmale sind; Sie sind entscheidende Treiber der langfristigen Magnetfeldstabilität und beeinflussen alles von der Kontinentaldrift bis hin zu alten Klimamustern. Weitere Forschung ist erforderlich, um die Wechselwirkungen zwischen diesen Strukturen und dem Kern vollständig zu verstehen, aber diese Studie liefert entscheidende neue Einblicke in das dynamische Innere der Erde.
