Ghedoghedo / Wikimedia Commons

Kalium-Argon Datierung

Kategorie:


Mit der in den 19-fünfziger Jahren entwickelten Kalium-Argon-Methode kann man Vulkanasche- und Tuffgesteine datieren. Sie spielt in der Paläoanthropologie eine herausragende Rolle und basiert auf der Tatsache, dass bei natürlichem Kalium (40K) etwa eines von 10.000 Teilchen radioaktiv ist und langsam, aber stetig in die stabilen Isotope Argon-40 (40Ar) und Calcium-40 (40Ca) zerfällt.

Die Kalium-Argon Datierung findet in der Regel bei Mineralien Anwendung, die von erstarrten Lavaströmen (Tuffe) separiert sind. Solche Mineralien sind oft mit fossilführenden Sedimenten durchsetzt und haben sich bei ausreichend hohen Temperaturen gebildet, so dass alles anfänglich vorhandene Argon radioaktiven Ursprungs entfernt und die Uhr auf Null gestellt worden ist. Je mehr 40Ar eine Gesteinsprobe enthält, desto länger tickt also seine Uhr bereits: älteres Gestein enthält mehr Argon-40. Wenn man den Gehalt an 40K und den bereits zu 40Ar zerfallenen Anteil mißt, kann man das Alter des Gesteins ermitteln (die Halbwertszeit von 40K beträgt 1.250 Millionen Jahre). Da Argon mit etwa 0,9 Vol. % auch Bestandteil der Atmosphäre ist, muss eine Korrektur erfolgen, um die tatsächliche Menge von Argon radioaktiven Ursprungs in einer Probe bestimmen zu können.

Die größten Unsicherheiten bei Altersbestimmungen mit der Kalium-Argon Datierung ergeben sich aus Messfehlern von Kalium und radiogenem Argon durch Verunreinigung der Probe mit älteren Materialien, oder durch Argon im zu datierenden Material, das nicht durch den radioaktiven Zerfall von Kalium zustande gekommen ist (Überschuss-Argon), sowie durch den Verlust von Argon im zu datierenden Material über einen längeren geologischen Zeitraum, was besonders problematisch bei Lavaströmen ist, die durch Verwitterung oder andere geochemische Prozesse bereits stark verändert wurden.

Die größten Unsicherheiten bei Altersbestimmungen mit der Kalium-Argon Datierung ergeben sich aus Messfehlern von Kalium und radiogenem Argon durch Verunreinigung der Probe mit älteren Materialien, oder durch Argon im zu datierenden Material, das nicht durch den radioaktiven Zerfall von Kalium zustande gekommen ist (Überschuss-Argon), sowie durch den Verlust von Argon im zu datierenden Material über einen längeren geologischen Zeitraum, was besonders problematisch bei Lavaströmen ist, die durch Verwitterung oder andere geochemische Prozesse bereits stark verändert wurden.

Die Daten, die man mit der Kalium-Argon Methode emittelt hat, gibt man in der Regel in "Millionen Jahre" an, meist zusammen mit einer gewissen Fehlertoleranz. Bei guten Probenmaterialien bewegt sich die Fehlerwahrscheinlichkeit in der Regel zwischen 1 bis 3 Prozent. Die Kalium-Argon Datierung wendet man für stratigraphische Schichten an, zwischen denen ein Fossil eingebettet ist. Sie liefert daher nur Ober- und Untergrenzen von Zeiträumen, so dass die Forscher beurteilen müssen, was sich im Zeitraum zwischen den datierten Schichten an Ereignissen abgespielt hat. Zum Beispiel kann festgestellt werden, dass die Sedimentation mehr oder weniger kontinuierlich vonstatten ging oder dass es eine Lücke in einem Abschnitt gibt usw.

Die Kalium-Argon Datierung ist für das Verständnis der Evolution der Australopithecinen und des Menschen wichtiger als jede andere Methode. Da man in der Lage ist, die zeitlichen Ober- und Untergrenzen von geologischen Perioden und deren Epochen zu ermitteln, kann man das ungefähre Alter von vielen Fossilien von Australopithecinen oder Frühmenschen abschätzen durch die Untersuchung anderer Fossilien, mit denen sie assoziiert sind. In Ostafrika und anderen Orten, wo Vulkanausbrüche und Ablagerungen (Sedimentationen) Hand in Hand gingen, kann man das Alter von Fossilien durch die genaue Datierung des Tuffsteins in fossilführenden Schichten bestimmen. Besonders erfolgreich war man damit bei homininen Fossilien aus dem Pliozän und Pleistozän an Fundorten wie Koobi Fora und West-Turkana in Kenia und Omo und Hadar in Äthiopien.

Die Argon/Argon Variante

Eine wichtige Variante der Kalium-Argon Datierung ist die Argon-Argon Datierung (40Ar/39Ar). Hier wird die zu untersuchende Probe bestrahlt, um das künstliche Isotop Argon-39 (39Ar) aus Kalium-39 ( 39K) zu erzeugen. Das Argon wird dann in einer Reihe von Schritten mit immer höheren Temperaturen extrahiert. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass das Kalium (berechnet aus dem Gehalt an 39Ar) und das 40Ar in der selben Probe gemessen und ein Alter für jede Fraktion des Gases berechnet werden kann. Außerdem kann man erkennen, ob überschüssiges Argon vorliegt.

Jahre zurück
108
107
106
105
104
103
Datierbares Material
SpaltspurdatierungVulkanische Mineralien, Glas, Keramik
Kalium-Argon Datierung (40K/40Ar und 39Ar/40Ar)Vulkanische Mineralien und Gesteine
Rubidium-Strontium Datierung (87Rb/87Sr)Vulkanische Mineralien und Gesteine
Uranreihen Datierung (234U/238U)Carbonate (z.B. Korallen)
Optisch angeregte LumineszenzQuarz, Zirkon
Elektronenspinresonanz DatierungCarbonate, Silicate, Apatit (z.B. Zahnschmelz)
Uranreihen Datierung (230Th/234U)Anorganische und organische Carbonate, vulkanische Gesteine, ?Knochen, ?Zahndentin
ThermolumineszenzKeramik, Quarz, Feldspat, Carbonate
Uranreihen Datierung (231Pa/235U)Anorganische und organische Carbonate
Radiokohlenstoff-Datierung (14C)Organisches Material (z.B. Knochen, Schalen, Holzkohle, Carbonate

Eine elegante Variante der 40Ar/39Ar Datierung ist die Einzelkristall-Fusionsmethode. Dabei werden mit Hilfe eines Lasers zuvor bestrahlte Kristallfragmente geschmolzen und das Argon freigesetzt. Das Argon atmosphärischen Ursprungs wird so reduziert und ein genaues Probenalter kann anhand von einzelnen kleinen Kristallen bestimmt werden. Durch dieses Verfahren verringert sich die für eine Altersbestimmung erforderliche Probenmenge beträchtlich. Die Messung läßt sich so genau steuern, dass man von der Außenseite einer Gesteinsprobe nach innen eine ganze Serie von Altersangaben erhält.

Die Daten, die man mit der Kalium-Argon Methode ermittelt hat, können durch eine Rubidium-Strontium Datierung (Rb-Sr) von vulkanischem Gesteinsmaterial gegengeprüft werden. Dies macht man jedoch nur sehr selten.


Diese Artikel könnten dir auch gefallen



Die letzten News


Knochen des Tages
CKT 16
CKT 16

Homo erectus

Elemente: R. UC

Zhoukoudian, China

07.07.2020
Süditalien: Neandertaler starben nicht wegen Kälte aus
Klimaschwankungen werden dafür häufig als Auslöser vermutet – für Süditalien konnte diese Ursache nun ausgeschlossen werden..
18.06.2020
Neandertalergene in der Petrischale
P.
17.06.2020
Ein Neandertaler aus der Tschagyrskaja-Höhle
Bisher hatten Forschende die Genome von zwei Neandertalern in einer hohen Qualität sequenziert..
17.06.2020
Beeindruckende Zeugnisse des Krieges
S.
17.06.2020
Historisches Superfood: Grünkern wussten schon die Kelten zu schätzen
B.
29.05.2020
Wer waren die Kanaaniter?
Die Menschen, die in dem als Südlevante bekannten Gebiet – das heute als Israel, Jordanien, Libanon und Teile Syriens bekannt ist – um 3.500 bis 1.150 v..
29.05.2020
Frauen mit Neandertal-Gen bringen mehr Kinder zur Welt
Eine von drei Frauen in Europa hat den Rezeptor für Progesteron von Neandertalern geerbt - eine Genvariante, die mit erhöhter Fruchtbarkeit, weniger Blutungen zu Beginn der Schwangerschaft und weniger Fehlgeburten in Verbindung steht..
20.05.2020
300.000 Jahre alter Elefant aus Schöningen fast vollständig erhalten
Was am Seeufer geschah: Archäologen dokumentieren Spuren von Steinzeitmenschen und Fußabdrücke von Elefanten.
12.05.2020
Ältester Homo sapiens Europas lebte im Jungpaläolithikum
Ein internationales Forschungsteam berichtet über neue Fossilien des Homo sapiens aus der Bacho-Kiro-Höhle in Bulgarien..
23.04.2020
Evolutionäre Wurzeln des Sprachnetzwerks im Gehirn entdeckt
Das Sprachnetzwerk im Gehirn von Menschen hat einen früheren evolutionären Ursprung als bislang angenommen..
21.04.2020
Das menschliche Gebiss als Spiegel unserer Evolution
Wissenschaftler der Universität Tübingen ermitteln, welche Eigenschaften der Zähne zur Rekonstruktion genetischer Verwandtschaft genutzt werden können.
21.04.2020
300.000 Jahre alter Wurfstock dokumentiert die Evolution der Jagd
Eiszeitmenschen aus Schöningen setzten Holzwaffen bei der Jagd auf Wasservögel und Pferde ein.
09.04.2020
Landwirtschaft begann im Amazonas vor 10.000 Jahren
Wie eine neue Studie zeigt, begannen die Menschen vor mehr als 10’000 Jahren im Südwesten des Amazonas mit dem Anbau von Maniok und Kürbissen, 8'000 Jahre früher als bisher angenommen..
27.03.2020
Auch Neandertaler aßen Muscheln, Fisch und Robben
Bereits die Neandertaler ernährten sich vor über 80.000 Jahren regelmäßig von Muscheln, Fisch und anderen Meeresbewohnern..
03.03.2020
Affen kommunizieren, Menschen haben Sprache
So verzückt Eltern auch sind, wenn ihr Kleines das erste Mal „Ma-Ma“ oder „Pa-Pa“ brabbelt – ehe daraus Sätze entstehen, muss noch viel passieren..
25.02.2020
Ausgewandert
Sibirische Neandertaler stammten von verschiedenen europäischen Populationen ab
25.02.2020
Jede Mittelmeerinsel hat eigenes genetisches Muster
Schon vor der Zeit der mediterranen Seefahrerzivilisationen gab es prähistorische Wanderungen aus Afrika, Asien und Europa auf die Mittelmeerinseln..
18.02.2020
Die Ernährungsweise fossiler Wirbeltiere rekonstruieren
Aus prähistorischer Zeit liegen bisher nur wenig gesicherte Erkenntnisse über die Ernährung der damaligen Tiere und Menschen vor..
18.02.2020
2.700 Jahre alter Tempel im äthiopischen Hochland entdeckt
E.
05.02.2020
Prähistorisches Skelett in Südmexiko entdeckt
Ein prähistorisches menschliches Skelett, das in Südmexiko geborgen werden konnte, ist mindestens 10.000 Jahre alt und stammt wahrscheinlich aus der letzten Eiszeit..
28.01.2020
Neandertaler gingen für ihre Werkzeuge ins Wasser
Neandertaler sammelten Muschelschalen und Bimsstein aus den Küstengewässern, um sie als Werkzeuge zu benutzen.
06.01.2020
Forscher bestimmen das Alter des letzten bekannten Lagerplatzes von Homo erectus
Ein internationales Forscherteam hat das Alter des letzten bekannten Lagerplatzes von Homo erectus bestimmt, einem der direkten Vorfahren des modernen Menschen..
29.11.2019
Affen informieren Gruppenmitglieder über Gefahren
Menschen stehen oft vor der Wahl, ob sie zum Allgemeinwohl beitragen oder sich egoistisch verhalten und andere sich verausgaben lassen möchten..
25.11.2019
Menschliche Musikalität verbindet alle Kulturen: Kognitionsbiologen erforschen universelle Eigenschaften der Weltmusik
Ist Musik wirklich eine "universelle Sprache"? Zwei Artikel in der aktuellen Ausgabe von Science unterstützen die These, dass Musik auf der ganzen Welt – trotz vieler Unterschiede – große Gemeinsamkeiten aufweist..
07.11.2019
Neuer Vorfahr des Menschen in Europa entdeckt
Bislang unbekannte Primatenart lebte vor fast zwölf Millionen Jahren in Süddeutschland – Aufrechter Gang entwickelte sich offenbar deutlich früher als bisher angenommen