Kosmische Strahlen sollen Erkenntnisse über die Erdoberfläche liefern

CRONUS-EU, ein neues, von der EU gefördertes Forschungsprojekt, will die Chronologie der Ereignisse auf der Erdoberfläche besser erkunden. Anhand von kosmischen Strahlen können dann die Wissenschaftler Veränderungen der Erdoberfläche präziser datieren. Die neuen Methoden der...

CRONUS-EU, ein neues, von der EU gefördertes Forschungsprojekt, will die Chronologie der Ereignisse auf der Erdoberfläche besser erkunden. Anhand von kosmischen Strahlen können dann die Wissenschaftler Veränderungen der Erdoberfläche präziser datieren.

Die neuen Methoden der Nutzung kosmischer Strahlen werden neue Erkenntnisse über die vergangenen Klimazyklen der Erde, Veränderungen in der Erosion, Häufigkeit von Überschwemmungen und Erdrutsche und die Auswirkungen der Verwitterung von Gestein auf die globale Erwärmung und Abkühlung bringen.

Das CRONUS-EU-Netzwerk besteht aus einem Konsortium aus neun Partnern aus den Niederlanden, dem VK, Deutschland, Frankreich, der Slowakei und der Schweiz. Die europäischen Forscherteams werden auf freiwilliger Basis mit einer ähnlichen US-Initiative zusammenarbeiten, an der 13 Universitäten beteiligt sind und die von der National Science Foundation (NSF) finanziert wird. Die Europäische Union stellt CRONUS-EU unter dem vorrangigen Themenbereich "Ausbau des Potenzials an Humanressourcen" des Fünften Rahmenprogramms (RP5) über 4 Jahre 3,4 Millionen Euro zur Verfügung. CRONUS-US erhält umgerechnet 4,8 Millionen Euro über fünf Jahre.

Supernovae, die in großen Entfernungen der Galaxie explodieren, lösen Stürme von hoch energiegeladenen atomaren Teilchen aus. Milliarden dieser kosmischen Strahlen treffen Jahr für Jahr auf die Erde. Anhand von CRONUS (Cosmic-Ray prOduced NUclide Systematics) können Geologen die akkumulierten Folgen dieser atomaren Transmutationen in Gestein auf der Erdoberfläche, auch terrestrische kosmogene Nuklide (Terrestrial Cosmogenic Nuclides - TCN) genannt, messen.

Hauptziel des Arbeitsprogramms von CRONUS-EU ist die Weiterentwicklung der TCN-Techniken in Europa. Langfristig sollen TCN in einen präzisen und zuverlässigen Zeitmesser verwandelt werden, der in diversen Erd- und Umweltwissenschaften Anwendung findet.

Deshalb werden Wissenschaftler von Schlüsselstandorten rund um die Welt Gesteinsproben entnehmen, Elemente radioaktiver Strahlung in Hochenergiebeschleunigern aussetzen und die Treffer der kosmischen Strahlen mit Detektoren messen, die sich in großer Höhe an Bord von Flugzeugen befinden. Die Ergebnisse werden in einem weitreichenden Projekt zusammengetragen, das neue Erkenntnisse über die Grundlagen dieser kosmischen Strahlenreaktionen liefern soll. Sie sollen dann routinemäßig als Methode zur Rekonstruktion und Analyse von Umweltveränderungen eingesetzt werden. Die CRONUS-Wissenschaftler in der EU und in den USA werden diese Messungen als eine Art Uhr verwenden, an der sie die Geschichte der Erdoberfläche ablesen können.

Das langfristige Ziel ist die Entwicklung eines international anerkannten Protokolls, das genaue Altersbestimmungen ermöglicht, die den bewährten Geochronometern entsprechen, die derzeit zur Verfügung stehen. In Zukunft müssen die Anwender dieser Technik in der Lage sein, bei der Analyse identischer Proben - unabhängig von ihrem wissenschaftlichen und kulturellen Hintergrund - auch identische Altersangaben oder Prozesszahlen zu ermitteln. Auch wenn dieses Ziel theoretisch durchaus erreichbar ist, so steht den Wissenschaftlern praktisch noch eine Menge Arbeit bevor.

CRONUS-EU wird hoch qualifizierte Wissenschaftler schulen, die zur Entwicklung und Anwendung dieser Technik gebraucht werden, von der dann verschiedene europäische Wissenschaftsdisziplinen profitieren. Auch die Schulung von Junior- und Senior-Forschern mit dieser Technik ist integraler Bestandteil des europäischen CRONUS-EU-Projekts.

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