Altersbestimmung

Für die Altersbestimmung von Gesteinen, Fossilien oder archäologischen Funden gibt es verschiedene Datierungsmethoden, die man in zwei große Gruppen unterteilen kann, relative und absolute Altersbestimmung.

Table of contents

1 Relative Datierungsmethoden 2 Absolute Altersbestimmung 2.1 Dendrochronologie

Relative Datierungsmethoden

Die relative Altersbestimmung der Geologie vergleicht das Alter verschiedener Gesteinsschichten miteinander, ohne das tatsächliche Alter zu messen. Dabei gilt als Leitprinzip, dass ältere Schichten eher abgelagert sind als jüngere, und somit ältere Schichten unter jüngeren zu finden sind.

Ausnahmen kommen etwa bei Überschiebungen vor: Ein Gesteinsblock wurde durch tektonische Prozesse angehoben, und über einen (nicht angehobenen) jüngeren geschoben. Derartige Prozesse sind selten und durch Aufnahme eines Gesamtbildes identifizierbar.

• Durch Leitfossilien können verschiedene Gesteine dem gleichen Zeitraum zugeordnet werden.
• Durch zeitlich begrenzte, charakteristische Einlagerungen können auch räumlich weit von einander entfernte Gesteine altersmäßig verglichen werden. Zum Beispiel hat sich eine Iridium-Schicht, die beim Aufprall eines großen Meteoriten entstanden ist, weltweit in alle Gesteine der damaligen Zeit eingelagert.
• Warvenchronologie: Hierbei werden Warven, jährliche Sedimentablagerungen in Seen, ausgezählt. Der Boden bekommt durch diese Ablagerungen ein Streifenmuster. Insbesondere für Gegenden mit starker Schneeschmelze ist dieses Verfahren geeignet. Für die Eifelregion gibt es eine Chronologie der letzten 23.000 Jahre, für einen japanischen See für 45.000 Jahre und für den Lago Grande di Monticchio in Süditalien sogar für die letzten 76.000 Jahre.
• Eisbohrkerne: Hier werden die Schichten gezählt, die jedes Jahr durch den Schneefall gebildet werden.
• Magnetostratigraphie: Das Erdmagnetfeld hat sich im Lauf der Zeit oft umgepolt. Dieses Muster lässt sich in den Gesteinen wiederfinden und auszählen.

Absolute Altersbestimmung

Bei den radiometrischen Methoden wird gemessen, wie hoch der Anteil natürlich vorkommender radioaktiver Elemente und eventuell ihrer Zerfallsprodukte ist. Da die Halbwertszeit der radioaktiven Elemente bekannt ist, kann daraus das Alter berechnet werden.

Für das Alter von Gesteinen benötigt man dafür Elemente mit sehr langen Halbwertszeiten. Dafür eignen sich unter anderem (Halbwertszeit in Klammern):

• Uran ²³⁸U → Blei ²⁰⁶Pb (4,5 Milliarden Jahre)
• Uran ²³⁵U → Blei ²⁰⁷Pb (704 Millionen Jahre)
• Thorium ²³²Th → Blei ²⁰⁸Pb (14 Milliarden Jahre)
• Rubidium ⁸⁷Rb → Strontium ⁸⁷Sr (48,8 Milliarden Jahre)
• Kalium ⁴⁰K → Argon ⁴⁰Ar (1,25 Milliarden Jahre)

In der Archäologie sind derart lange Halbwertzeiten zu ungenau oder nicht anwendbar. Hier eignet sich als weiteres Beispiel für radiometrische Altersbestimmung die so genannte C14- oder Radiokohlenstoffmethode. Hiermit können nur organische Materialien datiert werden. Bei der Radiokohlenstoffdatierung wird der Gehalt an radioaktivem Kohlenstoff ¹⁴C, der eine Halbwertszeit von 5.730 Jahren hat, gemessen. Damit sind Altersbestimmungen bis zu 50.000 Jahren möglich. Bei älteren Proben ist der ¹⁴C-Anteil bereits zu gering, um noch gemessen werden zu können.

Dendrochronologie

Eine weitere Datierungsmethode der Archäologie ist die Dendrochronologie. Hierbei werden die Jahresringe von Bäumen gezählt. Jahresringe von Jahren mit guten Bedingungen sind breiter als solche von Jahren mit schlechten Lebensbedingungen. Da für alle Bäume einer Art in einem bestimmten Gebiet die Lebensbedingungen gleich sind, weisen also alle Bäume einer Art dieser Region das gleiche charakteristische Muster von schmalen und breiten Jahresringen auf.

Durch Überlagerung der Ringmuster vieler Bäume entsteht so eine gemittelte Baumringabfolge, die aufgrund der überlappenden Lebenszeiten der Bäume viele Jahrtausende abdecken kann. Wenn man diese Ringmuster mit der Radiokarbonmethode korreliert, entsteht aus der relativen Altersbestimmung durch die Baumringe eine absolute Altersbestimmung.

In einigen Gebieten konnten so für einige Baumarten lückenlose Jahresringtabellen für die letzten 10.000 Jahre erstellt werden, sonst meistens für die letzten 5.000 Jahre. Holzproben aus dieser Zeit können anhand dieser Tabellen verglichen und aufs Jahr genau datiert werden.