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Pflanzenproben zur Radiokarbondatierung

C-14-Methode soll genauer werden

Die Radiokarbondatierung ist ein Klassiker der Wissenschaft. Mit ihrer Hilfe bestimmen Archäologen das Alter ihrer Funde - allerdings mit Unschärfen. Sedimente eines japanischen Sees sollen die Methode nun noch genauer machen.

Archäologie 19.10.2012

Zerfall zeigt Alter

Die Radiokarbondatierung basiert auf der Messung des in organischen Materialien vorkommenden radioaktiven Kohlenstoff-Isotops C-14. Solange ein Organismus lebt, nimmt er ständig neuen Kohlenstoff - also auch C-14-Atome - aus seiner Umwelt auf. Erst wenn er stirbt, beginnt die C-14-Uhr zu ticken. Denn das Isotop zerfällt mit einer fixen Halbwertszeit. Misst man das Verhältnis von C-14 zu seinem stabilen Bruder C-12, lässt sich das Alter eines Objekts bestimmen.

Die Studie in "Science":

"A Complete Terrestrial Radiocarbon Record for 11.2 to 52.8 kyr B.P." von by C. Bronk Ramsey et al., erschienen am 19.10.2012.

Erfunden wurde dieses Verfahren vor nicht einmal 70 Jahren von Willard Frank Libby, der dafür 1960 den Nobelpreis für Chemie erhielt. Angewandt wird die Methode vor allem zur Datierung archäologischer Artefakte, aber auch in den Geowissenschaften, beispielsweise zur Bestimmung des menschlichen Einflusses auf das Klima, ist sie zunehmend wichtiger geworden.

Unsicherheiten bei Datierung

der japanische See Suigetsu

Richard Staff

Der japanische See Suigetsu, Ursprungsort der neuen Radiokarbondaten.

Ö1 Sendungshinweis:

Dem Thema widmet sich auch ein Beitrag in Wissen aktuell: 19.10., 13:55 Uhr.

Leider hat die Methode einige Schwächen: Unter anderem schwankt der Anteil des Radiokarbon in der Umwelt von Jahr zu Jahr, folglich auch in den Organismen. Er variiert auch je nach Stelle im globalen Kohlenstoffzyklus. Diese natürlichen Schwankungen muss man bei Messungen ausbügeln. Eine Möglichkeit, die Methode zu eichen, sind möglichst viele Radiokarbondaten bekannten Alters.

Die ältesten und wichtigsten heute dafür verwendeten Daten stammen aus marinen Sedimenten oder aus Höhlen. Diese müssen jedoch ebenfalls korrigiert werden. Denn die Meere sind ein großes Kohlenstoffreservoir, das viel langsamer auf C-14-Veränderungen in der Umwelt reagiert. Daraus ergibt sich ein Altersunterschied zwischen Meeres- und Land-Lebewesen, so schätzt man zumindest. Das gemessene Alter birgt also immer eine bestimmte Unsicherheit.

Ein Ausweg hat man lediglich bei "jüngeren" Objekten gefunden, durch einen Abgleich mit Daten aus der Dendrochronologie. Dabei geben Jahresringe von Bäumen Aufschluss über den atmosphärischen Kohlenstoff. Leider reicht diese Aufzeichnung nur knapp 12.600 Jahre in die Vergangenheit, Korrekturen für die Zeit davor bleiben immer eine Annäherung. Für eine konsistente Kalibrierung gibt es ständig überarbeitete internationale Radiokarbon-Kurven, IntCal09 heißt die derzeit gültige.

Neue Messlatte

Der japanische See Suigetsu wird bereits seit 1993 als mögliche Quelle verlässlicher atmosphärischer Radiokarbondaten gehandelt, die über den Zeitraum der abgesicherten 12.600 Jahre hinausgehen könnte. Bisherige Bohrungen hatten allerdings mit technischen Problemen zu kämpfen und zeigten daher zeitliche Lücken.

Im See findet sich lagig aufgebautes Sedimentgestein, wo jedes Jahr Schicht um Schicht dazukommt. Der Boden des Sees ist sehr ruhig und nahezu sauerstofflos, deshalb sind diese Schichten über zehntausende Jahre unberührt geblieben.

24.700 Jahre altes Blatt aus den Sedimenten eines japanischen Sees

Richard Staff

24.700 Jahre altes Blatt aus den Sedimentkernen.

Für ihre soeben veröffentlichte Studie, haben die Forscher um Christopher Bronk Ramsey von der University of Oxford neue Bohrungen und verbesserte mikroskopische Analysen durchgeführt. Das in den Sedimentkernen konservierten Blätter und Zweige enthaltene Radiokarbon stammt direkt aus der Atmosphäre, im Gegensatz zu den bereits vorhandenen Daten aus marinen Sedimenten und Höhlen. Man muss die entsprechend Abweichung also nicht mehr einkalkulieren.

Die neuen Bohrungen decken den Forschern zufolge einen Zeitraum von 52.800 Jahren ab, die ersten 12.000 Jahre wurden dabei mit den Baumringdaten abgeglichen. Die neuen Daten könnten nun zu einem neuen Maßstab in der Radiokarbondatierung werden. Laut Ramsey wird das nicht zu einer drastischen Korrektur bisheriger Datierungen führen. Aber Veränderungen in der Größenordnung von einigen hundert Jahren seien durchaus denkbar. Das mag aus erdgeschichtlicher Sicht zwar wenig sein, Datierungen der Menschheitsgeschichte könnten sich damit jedoch um ein ganzes Zeitalter verschieben.

Eva Obermüller, science.ORF.at

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