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StartseiteForschung aktuellKorrigierter Maßstab19.10.2012

Korrigierter Maßstab

Sedimente eines japanischen Sees verbessern die Radiokarbondatierung

Datierung. - Die Radiokarbonmethode ist eine tragende Säule für die Datierung von Fundstücken aus den jüngsten 50.000 Jahren Erdgeschichte. Allerdings muss sie wie die meisten Messmethoden geeicht werden. Sedimente aus einem japanischen See liefern jetzt Eichpunkte für nahezu den gesamten Zeitraum ihrer Gültigkeit.

Von Dagmar Röhrlich

Ausschnitt aus dem Sediment des Suigetsu-Sees in Japan, links in polarisiertem, rechts in normalem Licht. (Science/Gordon Schlolaut)
Ausschnitt aus dem Sediment des Suigetsu-Sees in Japan, links in polarisiertem, rechts in normalem Licht. (Science/Gordon Schlolaut)

Die C-14-Datierung funktioniert, weil es Kohlenstoff in mehreren Varianten gibt. Das Gros stellt der stabile Kohlenstoff C-12. Die radioaktive Variante C-14 ist sehr viel seltener, und mit ihrer Hilfe wird das Alter bestimmt. Dieses Radiokarbon entsteht in der oberen Atmosphäre, und über die Photosynthese gelangt es dann in die Nahrungskette. Solange ein Organismus lebt, nimmt er Radiokarbon auf und speichert es. Stirbt er, wirkt nur noch der Zerfall. Messen Forscher dann Jahrtausende später, was noch von dem zu Lebzeiten aufgenommenen Radiokarbon übrig ist, lässt sich daraus der Todeszeitpunkt berechnen. Doch das hat so seine Tücken, erklärt Christopher Ramsey von der University of Oxford:

"Bestimmt man das Radiokarbonalter einer Probe, bekommt man nur eine ungefähre Vorstellung, denn über die Zeit hinweg war nicht immer gleich viel C-14 in der Atmosphäre. Deshalb müssen wir unsere Messungen kalibrieren. Als Referenz nützen wir zum einen Baumringarchive. Sie reichen rund 12.500 Jahre weit zurück. Ist das Material älter, vergleichen wir es mit Proben aus dem Meeresboden oder von Höhlenablagerungen. Das Problem dabei ist, dass der C-14-Gehalt in Meer oder im Grundwasser der Höhlen nicht genau derselbe ist wie in der Atmosphäre."

Genau hier kommt der Suigetsu-See ins Spiel: Er liegt auf der japanischen Hauptinsel Honshu, und zwar an der Küste des Japanischen Meeres [In einer früheren Version und in der Audiodatei ist fälschlicherweise von der Pazifikküste die Rede, die Redaktion]. Der kleine See ist für Datierungen geradezu ideal, weil er mit 34 Metern so tief ist, so dass der Wind seinen Boden nicht aufwühlen kann. Takeshi Nakagawa von der Universität Newcastle:

"Außerdem liegt der See in einer Region, die niemals von Gletschern bedeckt war. Selbst während der Eiszeiten wuchsen dort Bäume. Deren Blätter fielen in den See, sanken auf den Schlamm und wurden fossilisiert. Diese Blätter sind für die Altersbestimmung ideal, weil sie die Information bewahren, wie viel C-14 in der Atmosphäre war, als sie es über die Photosynthese aufgenommen haben."

So hat sich über mehrere Zehntausend Jahre hinweg am Seegrund ein Archiv in Form von fast papierdünnen Sedimentlagen angesammelt. Ähnlich wie bei Baumringen steht jede dieser Lagen für ein Jahr:

"Die Blätter, die in diese Sedimenten begraben wurden, sind perfekt erhalten, und wir konnten mit Hilfe der C-14-Methode ihr Alter bestimmen. Das war der eine Teil. Der andere waren chemische und mikroskopische Untersuchungen der einzelnen Lagen. So ließen sie sich genau voneinander unterscheiden und zählen. Das heißt, wir führten die C14-Messungen an Schichten mit einem bekannten Alter durch."

Herausgekommen ist ein Maßstab, mit dessen Hilfe sich nun sämtliche C-14-Daten, die irgendwo auf der Welt an Proben gemessen worden sind, kalibrieren lassen - und zwar mit der Präzision, die bislang nur über Baumringe erreicht wurde. Dieser Maßstab reicht mehr als 50.000 Jahre weit zurück. Damit deckt er fast den gesamten Zeitraum ab, über den sich die Radiokarbondatierung einsetzen lässt: Aufgrund des radioaktiven Zerfalls liegt die Nachweisgrenze bei etwa 57.300 Jahren:

"In den kommenden Monaten werden die Daten aus dem Suigetsu-See in die Kalibrationskurve eingearbeitet werden, und dann kann jeder daran seine Messdaten eichen. Damit bekommen wir bei Fragestellungen wie dem Aussterben der Neandertaler sehr viel präzisere Daten. Das ist, als ob wir nun mit einem hochauflösendem Teleskop in die Vergangenheit blicken könnten, wo die zeitliche Abfolge bislang verschwommen schien."

Nun sollte es möglich sein, das Alter eines 30.000 Jahre alten Knochens auf rund 100 Jahre genau zu bestimmen. Dafür muss man noch nicht einmal neu messen, sondern nur die Werte korrigieren.

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