Magnetismus und Zeit

Wissenschaftler wußten seit den 20iger Jahren, daß Gestein aus verschiedenen geologischen Zeitabschnitten gegensätzliche magnetische Polarisierung aufweisen kann. Manchmal war die Orientierung "normal", und zeigte nach Norden so wie heute; manchmal war das geomagnetische Feld umgekehrt. Allan Cox, Richard Doell, und Brent Dalrymple vom Amerikanischen Geologischen Dienst und Ian McDougall von der australischen Nationalen Universität fingen 1963 damit an, durch Messungen der Magnetrichtung von oberirdischen Lavaströmen und deren Altersbestimmung mit Hilfe von radioaktiven Methoden, einen quantitativen Zeitmaßstab der Umpolungen zu erstellen. Es war ein sorgfältiger und zeitaufwendiger Prozeß, aber 1966 hatten die Forscher einen Zeitmaßstab für die Umpolungen der vergangenen 3.5 Millionen Jahre ausgearbeitet.

In der Zwischenzeit fanden Forscher ein faszinierendes Muster im Meer. Während des zweiten Weltkrieges war eine Methode für die magnetische Vermessung des Meeresbodens entwickelt worden, die, wie Echolot, aus der Anstrengung rührte, die Aufklärung von Unterseebooten zu verbessern. Arthur Raff und Ronald Mason vom Scripps Institut für Ozeanographie bemerkten 1961 magnetische Anomalien im Muster von Streifen auf dem Meeresboden vor der Küste des Staates Washington. Ein Jahr später bemerkte Geophysiker Drummond Matthews von der Cambridge Universität, der magnetische Vermessungen eines Unterwassergrates im Indischen Ozean unternommen hatte, ein ausgeprägtes und merkwürdiges Muster von Magnetstreifen mit stärkeren und schwächeren magnetischen Signalen, die in parallelen Bändern auf beiden Seiten der Grathaube auftraten. Zu Hause in England besprach er seine Ergebnisse mit Fred Vine, einem Jungakademiker von der Cambridge Universität, der auf marine Geophysik spezialisiert war. Die beiden stellten die Hypothese auf, daß der Meeresgrund die Orientierung des Erdmagnetfeldes zum Zeitpunkt des Austritts von frisch geschmolzenem Gestein aus dem Mantel, festgehalten hatte. Falls eine Verschiebung des Meeresbodens stattfand, wie Harry Hess vorgeschlagen hatte, dann würden diese Blöcke von abwechselnd normalem und umgekehrt magnetisiertem Material parallel von beiden Seiten des Grates weggetragen werden.

Studien von Meeresgrund-Magnetismus in den frühen 1960s fingen an, zu schaffen ein timescale von Verkehrungen in der geomagnetic-Polarität von Erde, vom Norden-zeigen zu, das Süden-zeigen. Die Verkehrungen zeigten sich als ein gestreifter patternof normal und gegenüberliegend magnetisierte Materialien auf eine von beiden Seite von undersea-Graten, wie der Reykjanes Grat von der südwestlichen Küste von Island, ein früher Anhaltspunkt zu die Bewegung des Meeresgrundes. (Legte neu mit Erlaubnis von 1966, Tief, auf Meer-Forschung. 13:427, wie in Seibold und Berger, Der Meer-Boden, reproduziert 2 Ausgabe revidierte, 1993, und AMERIKANISCHE Geologische Umfrage.)

In den frühen sechziger Jahren, erlaubten es Studien des Magnetismus des Meeresbodens, eine Zeitskala für die Umpolungen des Erdmagnetfeldes (von nord-gerichtet nach süd-gerichtet) zu erstellen. Die Umpolungen zeigten sich als Streifenmuster normalen und gegen-gepolten Materials auf beiden Seiten eines Unterwassergrates, wie des Reykjanes Ridge an der südwestlichen Küste von Island, und waren ein früher Hinweis auf eine Bewegung des Meeresbodens. (erlaubter Nachdruck 1966 "Deep Sea Research" 13:427, entnommen von Seibold und Berger, "The Sea Floor", 2nd edition revised, 1993, und U.S. Geologischer Dienst.)

Die Vine-Matthews Hypothese, die im Herbst 1963 veröffentlicht wurde, hatte, teilweise weil die Zeitskala der magnetischen Umpolung noch nicht fertiggestellt worden war, und deshalb die Daten über die Meeresgrundanomalie nur schlecht mit ihrer Hypothese übereinstimmten, nur wenig Unterstützung unter den Geophysikern gefunden. Aber zwei Jahre später, 1965, traf Fred Vine auf Harry Hess, der einen Forschungsurlaub in Cambridge verbrachte, und J. Tuzo Wilson, der von der Universität in Toronto gekommen war, um einen Teil seiner eigenen Forschung über mittelozeanische Rücken fortzusetzen.

Wilson untersuchte Raff und Masons Karten des Meeresbodens vor der Küste der Insel Vancouver und südlich bis Kalifornien, und er schlug vor, daß die Karten einen Gebirgsrücken zeigten, der von einer Verschiebung des Meeresbodens herrührte. Vine und Wilson veröffentlichten im Oktober 1965 ein Modell für eine Verschiebung des Meeresbodens im nordöstlichen Pazifik, das als Beweis Bänder von magnetischer Umpolung, die sich von beiden Seiten des Grates her ausbreiteten, aufführte. Kurz danach wurde die geringfügige Diskrepanz zwischen den umgepolten Bändern des Meeresbodens, und der Zeitabfolge bekannter Feldumkehrungen an Land durch eine neue Feldumkehrung, die von Doell und Dalrymple entdeckt wurde und auf Landdaten basierte, beigelegt. Zog man die zusätzlichen Daten in Betracht, paßten beide Datensätze erstaunlich gut zusammen.

Diese Bekräftigung einer Verschiebung des Meeresbodens wurde von anderen Beobachtungen, die 1965 und 1966 gemacht wurden, weiter unterstützt. Herausragend darunter waren die Proben von Ozeansedimenten, die Neil Opdyke von Lamont analysiert hatte. Die Proben stammten von fünf bis 13 Meter langen senkrechten Kernen, die vom Meeresboden des Südpazifiks entnommen worden waren. Der Zeitablauf und das Muster der magnetischen Umpolungen in Opdykes Kernproben stimmten genau mit jenen der oberirdischen Lavaströme und den Magnetbändern am Meeresboden überein.

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