Forschungsbereiche

Der Umweltmagnetismus untersucht mit Hilfe magnetischer Charakterisierungsmethoden magnetische Minerale die in unserer Umwelt vorkommen. Ihre Grösse reicht von einigen wenigen Nanometern bis in den Mikrometerbereich hinein. Man findet sie nicht nur in Tieren und Bakterien, in Böden, Sedimenten und Gesteinen, sondern auch im Feinstaub, der von industriellen Quellen und vom Verkehr ausgestossen wird. Dementsprechend ist der Umweltmagnetismus eine stark interdisziplinäre Forschungsrichtung, die biologische, chemische, geographische, geophysikalische, mineralogische und physikalische Grundlagen mit einem breiten Feld von Anwendungen aus verschiedenen Fachgebieten verbindet. Folgende seien als Beispiel genannt: Archäologie, Klimawissenschaften, Geomagnetik, Medizin und Umweltwissenschaften.

Der Umweltmagnetismus macht sich die Tatsache zu Nutze, dass Eisen eines der häufigsten chemischen Elemente in der Erdkruste ist. In Verbindung mit Sauerstoff und Schwefel bildet es magnetische Minerale, die in unserer Umwelt allgegenwärtig sind. Das Labor für Umweltmagnetismus verfolgt die folgenden drei Forschungsschwerpunkte:

1. Da die Erde ein Magnetfeld besitzt, liefert die Magnetisierungsrichtung und -intensität magnetischer Minerale, wie sie beispielsweise archäologischen und geologischen Strukturen vorkommen, Informationen über zeitliche Variationen (Säkularvariation) und Polaritätsumkehrungen des Erdmagnetfeldes der Vergangenheit. Dieses Phänomen wird beispielsweise für die archäomagnetische und magnetostratigraphische Datierung genutzt.
2. Magnetische Eisenminerale entstehen bei verschiedenen biogeochemischen Prozessen, aber auch durch anthropogene wie beispielsweise bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe. Da diese Prozesse die  Eigenschaften der magnetische Minerale bestimmen (Art, Grösse, Menge), lässt die Untersuchung magnetischer Eigenschaften Rückschlüsse auf den Entstehungsprozess und dessen Bedingungen zu. Dieses Phänomen wird beispielsweise genutzt, um das Paläoklima zu rekonstruieren oder um kontaminierte Böden zu kartieren.
3. Ein neuer Forschungsschwerpunkt, der erst kürzlich initiiert wurde, beschäftigt sich mit der Charakterisierung von Nanopartikeln für biomedizinische Anwendungen. Als Beispiel seien genannt: Kontrastmittel für bildgebende Diagnoseverfahren oder Ferrofluide für die magnetische Hyperthermie. Letztere ist eine sich noch im experimentellen Stadium befindende Krebstherapie.

Weitere englischsprachige Informationen sind auf der Webseite des Labors für Umweltmagnetismus zu finden.