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22. November 2012

Thorsten Soyka
Alexander vom Stein

Datierung in der
Paläontologie


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Inhalt
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•
•
•

Unterschied relative / absolute Datierung
Stratigraphien
Fluormethode
Wiederholung Isotope
Radiometrie
Aminosäuredatierung


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Relative und absolute Datierung
• Mit relativen Datierungsmethoden lässt sich das
Alter nur ungenau bestimmen. Vor allem werden
Funde ins Verhältnis gesetzt.
• Mit absoluten Datierungsmethoden lässt sich
das Alter genau bestimmen.


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Relative Datierungsmethoden
• Stratigraphie
▫ Magnetostratigraphie
▫ Biostratigraphie (Leitfossiltechnik)

• Fluormethode


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Stratigraphie
• Untersuchung der zeitlichen Bildungsfolge von
Gesteinen
• Stratigraphisches Prinzip (Nicolaus Steno)

• Viele verschiedene Arten


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Chemische Änderungen
in Gesteinen

Änderung des
Paläomagnetfeldes

Klimavariationen

Schallhärte /
akustische Impedanz
Auf und Ab des
Weltmeeresspiegels

Klimaänderungen,
die auf Variationen
der Bahnelemente
der Erde basieren

Abgrenzung von Schichten an Materialwechseln und Leitbänken


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Magnetostratigraphie
• Ferrimagnetische Minerale
 Richtung und Intensität des
Erdmagnetfeldes


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Biostratigraphie
• Bestimmung des Alters von Gesteinsschichten
anhand der Fossilien, die darin vorkommen
• Leitfossilien

• Prinzip der Fossilfolge / Leitfossilprinzip


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Fluormethode
• Knochen nehmen Fluor aus dem Boden auf
 je höher der Fluorgehalt, desto älter


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12

e
e

-

-

Isotope
e
-

n

n

n

12C
13
14

• Atomkerne mit gleicher
Ordnungszahl, aber
+
P
verschiedener Neutronenzahl
n
n
• Massenzahl
= Anzahl von
+
P
e
und Neutronen
P+ Protonen
n

P+

n

-

P+n

e
-

e
-


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Radioaktiver Beta-Zerfall
• Neutron zerfällt in
Proton und Elektron
• Massenzahl gleich,
Ordnungszahl ändert
sich -> anderes
Element
• Von äußeren
Einflüssen
unabhängig

P+
n
n
+
eP
+
+P
nn
P
n
n
+
P
+
P n n

14C
N

+

e


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C-14 Bildung
n
In Erdatmosphäre

• Kosmische
Strahlung
erzeugt freie
Neutronen
• Neutron
ersetzt Proton
• Bildung ist
Umkehrprozess
des Zerfalls

P+
n
n
+
P
+
+P
nn
P
n
n
+
P
+
P n n

14C
N


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Der Weg in den Organismus

• C-14 gelangt über CO2 in die Nahrungskette und
damit in alle Organismen
• Konzentration im lebenden Organismus immer
gleich der atmosphärischen Konzentration
▫ = 1 zu 1 Billionen


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Beispielhafte Zählmethode
Vergleichsmaterial
Probe 1
Zähler

142
13
11
8
14
10
15
12
9
7
6
5
3

C-14-Atome

3
15Zerfallsprozesse
Zerfallsprozesse//min
min
=1/5 der
Ausgangsaktivität
= Aktivität nach 0
Jahren

Stickstoff-Atome


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17

Probe 1 ist also etwa 15 000 Jahre alt.


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Massenspektrographie
Vergleichsmaterial

Magnete
Verhältnis:
1 C-14-Atom auf 1 Billionen C12-Atome

1 Billionen
C-12-Atome

1 C-14Atom

C-12

C-14


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Massenspektrographie
Probe 2

Verhältnis:
1 C-14-Atom auf 3 Billionen
C-12-Atome
= 33 % des Ausgangswertes

1 Billionen
C-12-Atome

C-12
1 C-14Atom

C-14


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Probe 2 ist also etwa 10000 Jahre alt.


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Andere Isotope
Methode

Mutterisotop ->
Tochterisotop

Radiocarbon

14

Uran-Blei

238U

C -> 14 N
-> 206Pb

oder
235U -> 207Pb
Thorium-Blei

232Th

Rubidium Strontium

87

Kalium-Argon

40K

Datierbarer
Bereich

500-50.000 Jahre
1.000.000 –
4.500.000.000
Jahre

-> 208Pb

Rb -> 87 Sr

-> 40Ar

Halbwertszeit

5,73*103
4,5 * 109 Jahre
Oder
0,7*109 Jahre
1,4*1010 Jahre

50.000.0004.500.000.000
Jahre

4,7*1010Jahre

Bis zu
4.600.000.000
Jahre

1,3*109Jahre


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Aminosäuredatierung
• Aminosäuren wandeln sich von L- in D-Form
• Datierung ansonsten ähnlich zur Radiometrie
• Stark von Temperatur abhängig