http://www.geophysik.uni-muenchen.de/Institute/Research/magnetism/lab/lab.htm
Um die Magnetisierung von Gesteinen mit der nötigen Präzision messen zu können, muss das Labor außerhalb der Stadt sein, um störende Magnetfelder auszuschließen (z.B. Straßenbahn, Fahrstühle in umliegenden Gebäuden usw.).
Man hätte das Labor auch einfach außerhalb von
München bauen können; aber die LMU besitzt Grundstücke
bei Landshut. Grund: Die LMU wurde in Ingolstadt gegründet, zog
aber später nach Landshut um und wenige Jahre danach nach
München.
Entscheidend ist aber, dass die Säkularisation
in die Landshuter Zeit fiel. Der Kirchenbesitz wurde verstaatlicht,
und so kam die LMU zu riesigen Ländereien rund um Landshut.
Beispielsweise stammen die Christbäume, die an der LMU verkauft
werden, alle aus dem universitätseigenen Wald; und diese Wälder
werden auch bejagt, alle Professoren der LMU haben Jagdrecht.
Das Gebäude ist so gestaltet, dass es möglichst
wenig magnetische Felder erzeugt, d.h. auf Metall wurde weitgehend
verzichtet. Das Haus besteht aus Holz, und selbst die Heizkörper
sind aus Kunststoff. Die Helmholtzspulen, die früher für
eine Messapparatur benötigt wurden (um das Erdmagnetfeld zu
kompensieren), bestehen ebenfalls aus einem Holzgerüst, in dem
die Spulendrähte verlegt sind.
Das Haus wurde ca. 1985
eröffnet, und beinhaltet auch zwei Schlafzimmer und eine Küche,
damit die Forscher nicht jedes Mal aus München anreisen müssen.
Leider gibt es nur einen Dial-Up-Internetzugang.
Vorbild ist ein Labor der Universität Edinburgh, das auf einem Golfplatz gebaut wurde; zufällig grenzt das Labor Niederlippach ebenfalls an einen Golfplatz.
Nicht zu vergessen: Studenten sind immer als Arbeitskräfte gesucht; das Labor ist ständig in Betrieb, d.h. zeitlich ist man flexibel, und wer z.B. eine Woche lang 12-Stunden-Schichten schiebt (möglich, da man direkt dort wohnen kann), verdient eine nette Summe.
Im Labor wird die Magnetisierung von Gesteinen vermessen. Bei der Entstehung der Gesteine richten sich kleine magnetische Partikel nach dem Erdmagnetfeld aus, und weil der Winkel, in dem die magnetischen Feldlinien den Erdboden durchdringen, von der geographischen Breite abhängt, kann man aus der Magnetisierung der Gesteine schließen, wo sie sich zu ihrer Entstehungszeit befanden, d.h. wie die Kontinente seitdem gewandert sind.
Diese paläomagnetischen Untersuchungen werden in Deutschland praktisch nur hier an der LMU gemacht; in Bremen werden zwar auch magnetische Untersuchungen vorgenommen, aber dort liegt der Schwerpunkt eher auf Umweltmagnetismus.
Problemstellung: Wie unterscheidet man Primär- und Sekundärmagnetisierung, d.h. welcher Anteil der Magnetisierung stammt von der Entstehung des Gesteins und welcher Anteil kam später hinzu?
Untersucht werden Bohrkerne. Diese werden mit einem Bohrer,
der aus einer umgebauten Kettensäge besteht (d.h. es gibt bei
der Kettensäge kein Kettenschwert, der Bohrer ist direkt an die
Motorwelle angeflanscht, d.h. rechtwinklig zur Kettenrichtung),
gewonnen, und haben einen Durchmesser von 1 Zoll. Auf dem
Bohrkern wird sofort vermerkt, wie er im Boden orientiert war (d.h.
wo ist die Nordrichtung und wie war das Gestein geneigt, falls die
Bohrung nicht senkrecht war). Zur Messung wird der Bohrkern in kurze
Stücke zerschnitten (mit einem Volumen von ca. 11 cm3),
die dann in die Messapparaturen gesteckt werden.
In Russland
wurden keine Bohrkerne verwendet, sondern Handstücke aus dem
Gestein herausgeschlagen und dann in kleine Würfel zersägt.
Das war möglich, weil es dort viel mehr Personal gab (dort ist
der Geologe nicht selbst losgezogen, sondern hatte seine
Angestellten; entsprechend ist ein Geologe dort recht angesehen) -
wenn man Bohrkerne zieht, muss man diese nur einmal markieren, bei
zersägten Steinen muss man dagegen jedes Würfelchen
einzeln markieren (und dabei sehr exakt arbeiten, sonst hat man
einen Verlust an Genauigkeit). Ein weiterer Unterschied: die Russen
arbeiten eher profilorientiert (d.h. suchen sich eine Linie, an der
sie in regelmäßigen Abständen Proben nehmen),
während man in Deutschland eher flächenorientiert arbeitet.
Eine Messapparatur steht im
ehemaligen Bauernhaus daneben; dort wurde ein Raum mit Wänden
aus Transformatorenblech aufgebaut, der somit ziemlich gut gegen
äußere Magnetfelder isoliert ist. Im Inneren steht die
Messapparatur, die die Magnetisierung mit Hilfe von supraleitenden
Spulen bestimmt. Dazu ist die Anlage mit flüssigem Helium
gefüllt - heute wird durch einen Kompressor das verdampfte
Helium wieder verflüssigt, somit muss nur ca. alle 1,5 Jahre
neues Helium nachgefüllt werden, aber früher musste alle
zehn Tage neues Helium aus Garching geholt werden.
Damit die
Apparatur nicht vereist, wird getrocknete Luft durchgeblasen. Das
Trocknen der Luft geschieht mit Trockenpatronen, die danach im
Backofen wieder regeneriert werden.
Zuerst wird die leere
Apparatur durchgemessen, dann der leere Probenhalter, bevor die
Probe in zwei Positionen und zwei Orientierungen durchgemessen wird.
Wenn man die geographische Lage des Fundortes und die Richtung der
Bohrung angibt, rechnet die Software aus, wo das Gestein
ursprünglich herkam.
Andere Messapparaturen drehen die Probe während der Messung, um damit Störfelder heraus zu mitteln.
Außerdem wird die Curie-Temperatur der Gesteine
bestimmt. Weil für die verschiedenen Gesteinssorten die
Curie-Temperaturen bekannt sind, kann man aus den Messergebnissen
berechnen, aus welchen Gesteinen die Probe zusammengesetzt
ist.
Curie-Temperatur: Oberhalb dieser Temperatur werden zuvor
ferromagnetische Gesteine paramagnetisch; beim Abkühlen werden
sie wieder ferromagnetisch. In paramagnetischen Stoffen richten sich
die internen magnetischen Dipole parallel zum angelegten äußeren
Feld, werden aber ansonsten durch die thermische Bewegung in
beliebige Raumrichtungen verteilt. Ferromagneten können dagegen
magnetisiert werden und behalten diese Magnetisierung auch bei.
Die Theorie der Plattentektonik hat sich nur langsam in der Geologie durchgesetzt. Wegener hatte in Deutschland wenige Anhänger, und es dauerte Jahrzehnte, bis seine Theorie allgemein anerkannt war. Ziemlich schnell überzeugt waren die Amerikaner, die viel Ozeanforschung betrieben haben und auf dem Meeresgrund die Driftzonen (z.B. mittelatlantischer Rücken) schnell als solche erkannt haben. Die Russen dagegen haben vor allem in ihrem riesigen Land geforscht, woraus die Plattentektonik nicht so schnell erkennbar ist - Berge können auch durch vertikale Hebungen entstanden sein, statt durch horizontale Zusammenschiebungen. Erst in den 60er- bis 70er-Jahren hat sich auch dort die Theorie der Plattentektonik allgemein durchgesetzt. Angeblich gibt es aber immer noch alte Geologen auf der Welt (sogar in Deutschland), die sich mit der Plattentektonik nicht so recht anfreunden können.