Diese Datierungsmethode erfordert eine vorherige Kalibrierung. Das Magnetfeld der Erde verläuft von Pol zu Pol. In unregelmäßigen Abständen und in geologischen Zeiträumen hat sich die Polarität immer wieder geändert, so dass sich positiver Pol (heute in der nördlichen Hemisphäre) und negativer Pol (heute in der südlichen Hemisphäre) umgekehrt haben. Geologische Prozesse wie die Erstarrung von Lava, das Absetzen von magnetischen Partikeln während der Sedimentation und die Zunahme von eisenhaltigen Mineralien in Sedimentgesteinen können vergangene Polaritäten des Erdmagnetfeldes bewahren. Beispielsweise kann man die Feldrichtung von Lava mit einem Magnetometer bestimmen und eine Kalium-Argon Datierung liefert das dazugehörige Alter. Auf diese Weise kann man eine Zeitskala der Polaritätswechsel des Erdmagnetfelds über die letzen 12 Millionen Jahre erstellen. Indem man die magnetischen Anomalien des Meeresbodens bestimmte, konnte man diesen Zeitraum bis zum Beginn des Mesozoikums ausdehnen.

Das Muster früherer Polaritätswechsel in Proben, die man aus einem stratigraphischen Abschnitt entnommen hat, wird mit dem bekannten Muster der paläomagnetischen Zeitskala verglichen. Die meisten Gesteinsschichten verlaufen nicht kontinuierlich, so dass ihr ungefähres Alter durch Fossilien oder durch eine Isotopen-Datierung ermittelt werden muß, bevor man ihre magnetische Signatur der richtigen Zeitperiode zuordnen kann.

Mit der paläomagnetischen Polatitätsstratigraphie kann man viele zusätzliche und wichtige Informationen über verschiedene Fundorte erhalten, wo die Chronologie bereits einigermaßen gut bekannt ist - zum Beispiel von der Olduvai Schlucht in Tansania. Ein bedeutenden Beitrag leistete die Methode bei Alterschätzungen der miozänen Sedimente der Siwalik Region in Nordpakistan, wo man Fossilien von Säugetieren einschließlich Hominoiden fand. Von den Faunen der Nagri und Dhok Pathan Formationen in dieser Region weiß man heute, dass sie zwischen 6 und 12 Millionen Jahre alt sind. Da es in der Sequenz zwischen 6,5 und 8,6 Millionen Jahren 13 paläomagnetische Polaritätswechsel gibt, ist es möglich, eine genaue zeitliche Abfolge für diesen Zeitraum aufzustellen.


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