Eine umfangreiche Datensammlung und kürzlich verbesserte Modellierungsmethoden bilden die Grundlage für CALS10k.1b, das erste zeitlich kontinuierliche Kugelfunktionsmodell des Erdmagnetfelds für die letzten zehntausend Jahre. Das Modell besteht aus dem Mittelwert von 2000 Modellen mit statistischen Variationen der Daten und Alter innerhalb ihrer Fehlergrenzen (daher die Versionsnummer 1b, statt 1). Das Modell weist deutlich weniger zeitliche und räumliche Details auf, als frühere Versionen für die letzten dreitausend Jahre. Es ist speziell darauf ausgelegt, eine robuste Beschreibung des großräumigen Felds an der Kern-Mantel-Grenze zu liefern. 

Referenz:

• Korte, M., C. Constable, F. Donadini and R. Holme (2011): Reconstructing the Holocene Geomagnetic Field. Earth Planet Sci. Lett., 312, 497-505

Downloads:

CALS10k_1b.zip, 750 kB, Dec 2011, Model file CALS10k.1b with Fortran source code to obtain time series of field predictions at the Earth's surface with uncertainty estimates (CALS10kfield.f) and to obtain the GAUSS coefficients for one point in time (CALS10kcoefs.f).

CALS10k_1b_anim.zip, 33MB, Dec. 2011, Animations of radial field component (Br) at the core-mantle boundary and of field intensity at the Earth's surface.

DM_CALS10k_1b.zip, 80kB, Dec. 2011, Plain text file with dipole moment estimate from CALS10k.1b.

Globale Rekonstruktionen des Erdmagnetfelds der letzten Jahrtausende können aus umfangreichen paläomagnetischen Datensammlungen erstellt werden. Besonders für ältere Daten bestehen Beschränkungen durch die Datenqualität und Genauigkeit der Datierung, sowie durch begrenzte zeitliche und räumliche Datenabdeckung. Hier werden aktualisierte globale Modell für den Zeitraum der letzten 3 Jahrtausende präsentiert. Ergänzungen der Datenbasis gegenüber früheren Modellen betreffen vor allem die Regionen Südostasien, Alaska und Sibirien. Statistische Variationen der Daten wurden verwendet um Abschätzungen zur Zuverlässigkeit des Modells zu gewinnen. Wir unterscheiden zwischen gemittelten Modellen vieler solcher Variationen, CALS3k.nb, welche besonders auf eine robuste Abschätzung der Feldstruktur an der Kern-Mantel-Grenze abzielen, und den relativ dazu deutlich höher aufgelösten Modellen CAKLS3k.n für die Modellversionen n=3 und 4. Wir schätzen CALS3k.4 als unser Modell mit der besten Auflösung für die Erdoberfläche ein, und empfehlen CALS3k.4b für Untersuchungen der Feldänderungen an der Kern-Mantel-Grenze.

Referenz:

• Korte, M. and C. Constable (2011): Improving geomagnetic field reconstructions for 0 - 3ka. Phys. Earth Planet. Int., 188, 247-259

Downloads:

cals3k-4.zip, 2.7MB, Nov. 2011, Four ASCII files with coefficients: CALS3k.4, CALS3k.4b, CALS3k.3, CALS3k.3b. Fortran source code fieldpred3k.f to produces time series of declination, inclination and intensity for any location on the Earth's surface from any of the four models, and fielduncert3k.f to produces time series with uncertainty estimates based on the bootstrap from models CALS3k.4b or CALS3k.3b.

CALS3k-4anim.zip, 3.9MB, Nov. 2011, Animations of radial field component (Br) at the core-mantle-boundary as predicted by the four models and of the radial field differences between model versions 3 and 4.

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This series of 5 main field models spanning the past 3kyrs was created to obtain a better understanding of the possibilities and limitations offered by different data types to reconstruct the global geomagnetic main field of the Holocene. Archeomagnetic data are generally considered to offer smaller uncertainties and particularly better age control than sediment records. Moreover, sediment records can at most provide information on relative intensity variation, but not on absolute paleointensity. On the other hand, archeomagnetic data are sparse prior to 1000 BC and from the southern hemisphere in general. Longer term global field reconstructions necessarily have to rely on sedimentary data, and even 3kyr models based only on archeomagnetic data are biased by the hemispherically assymmetric data distribution. Details are given in the references below. We conclude that models based on all available data, both archeomagnetic and sediments like in CALS3k.3, at present provide the most reliable reconstruction of the past geomagentic field evolution.

The five models are:

• CALS3k.3 based on all available data and with uncertainty estimates based on a bootstrap method.
• CALS3k_cst.1 based on all data types but with prior quality selection.
• ARCH3k.1 based only on archeomagnetic data and with uncertainty estimates based on a bootstrap method.
• ARCH3k_cst.1 based on archeomagnetic data with prior quality selection.
• SED3k.1 based only on sediment records where relative intensity has been scaled by the archeomagnetic model and with uncertainty estimates based on a bootstrap method.

References:

• Korte, M., F. Donadini and C. Constable (2009): Geomagnetic Field for 0-3ka: 2. A new Series of Time-varying Models. Geochem. Geophys. Geosys., 10, Q06008, doi:10.1029/2008GC002297
• Donadini, F., M. Korte and C. Constable (2009): Geomagnetic Field for 0-3ka: 1. New Data Sets for Global Modeling. Geochem. Geophys. Geosys., 10, Q06007, doi:10.1029/2008GC002295

Downloads:

CALS3k_3.zip, 1.5MB, May 2010, CALS3k_3 Model coefficients with uncertainty estimates and Fortran code for evaluation.

ARCH3k_1.zip, 30kB, May 2010, ARCH3k_1 Model coefficients with uncertainty estimates and Fortran code for evaluation.

SED3k_1.zip, 6.4MB, May 2010, SED3k_1 Model coefficients with uncertainty estimates and Fortran code for evaluation.

CALS3k_cst_1.zip, 6.5MB, May 2010, CALS3k_cst_1 Model coefficients and Fortran code for evaluation.

ARCH3k_cst_1.zip, 1.4MB, May 2010, ARCH3k_cst_1 Model coefficients and Fortran code for evaluation.

Dipole.zip, 700kB, May 2010, Dipole Text files with dipole moments (with uncertainties) for all 5 models.