Geomorphologische und paläoklimatische Datierungsfragen

Datierungsmethoden für das Spätglazial und das Holozän im alpinen Umfeld


Seminararbeit, 2014

19 Seiten, Note: 1,0


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Fragestellungen
1.2 Methoden der Altersbestimmung

2 Radiokarbon oder 14C-Methode
2.1 Grundlagen und Prinzip
2.2 Messung der Konzentration
2.3 Interpretation des Alters und Kalibrierung
2.4 Datierbare Proben

3 Dendrochronologie
3.1 Grundlagen und Prinzip
3.2 Dendroökologie und Klimarekonstruktion

4 Surface Exposure Dating mittels kosmogener Nuklide
4.1 Grundlagen
4.2 Prinzip der Methode
4.3 Datierung von quartären geomorphologischen Formen

5 Lichenometrie
5.1 Prinzip
5.2 Anwendung

6 Literaturverzeichnis

1 Einleitung

1.1 Fragestellungen

Die Datierung oder Altersbestimmung, auch als Geochronologie bezeichnet hat sich in den letzten Jahren zu einer eigenständigen Wissenschaft entwickelt. Neben der alleinigen Frage nach dem Alter von Fundstücken oder geomorphologischer Formationen steht diese Wissenschaft in engem Zusammenhang mit der durchgehenden Rekonstruktion der Landschaftsgeschichte sowie des Paläo-Klimas. Letztere ist besonders im Fokus des globalen Klimawandels wesentlich geworden. In der Diskussion, ob die aktuelle offensichtliche Klimaerwärmung nun anthropogen, also von Menschen verursacht wird oder wie frühere Klimaschwankungen natürlich bedingt ist sind paläoklimatische Forschungen unerlässlich.

(Gebhardt, et al., 2003)

Die vorliegende Arbeit gibt einen Überblick über verschiedene Datierungsmethoden und deren Einsatzbereiche. Dabei stehen Datierungsfragen im Zeitraum von der letzen Eiszeit bis heute mit dem Bezug zur Glaziologie und der Datierung im Hochgebirge im Fokus.

1.2 Methoden der Altersbestimmung

In der Altersbestimmung wird prinzipiell zwischen relativen und absoluten Methoden unterschieden.

Mit relativen Methoden kann lediglich ermittelt werden ob ein Objekt älter oder jünger ist als ein anderes. Dadurch können zwar Zeitfolgen aufgestellt werden, das Alter in Jahren kann dabei aber nicht ermittelt werden.

Absolute Methoden können das numerische Alter ermitteln. Dieses wird durch ein absolutes Datum sowie einer Fehlertoleranz angegeben. Die Fehlertoleranz kann allerdings auch nur mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit angegeben werden. Hierbei gibt es genauere und weniger genaue Verfahren.(Gebhardt, et al., 2003)

Auf ausgewählte Verfahren wird nun näher eingegangen.

2 Radiokarbon oder 14C-Methode

2.1 Grundlagen und Prinzip

Die Radiokarbon oder 14C – Methode ist aufgrund ihrer vielseitigen Einsatzmöglichkeit das am häufigsten verwendete geochronologische Verfahren. Das Verfahren beruht wie alle Radioisotopen-Verfahren auf den zeitabhängigen (von äußeren Einflüssen unabhängigen) zerfall radioaktiver Stoffe. Das radioaktive Kohlenstoffisotop 14C wird in der oberen Atmosphäre aus Stickstoff 14N und aus durch kosmische Strahlung erzeugten Neutronen gebildet. Die Konzentration ist sehr gering und beträgt ca. 1 14C-Teilchen pro 1012 12C-Teilchen. Das radioaktive Isotop unterliegt von da an dem Zerfall in 14N. Da sich 14C chemisch genauso verhält wie das stabile 12C wird des in den Kohlenstoffkreislauf integriert und von Lebewesen aufgenommen. Solange diese am Leben sind, wird ein 14C-Gleichgewicht aufrecht erhalten (sieheAbbildung 1). Nach dem Tod aber steht das Lebewesen nicht mehr im Austausch mit 14C-Quellen, wodurch aufgrund des radioaktiven Zerfalles die Konzentration und damit die Radioaktivität folgender Gleichung exponentiell abnehmen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung1: Produktion und Verbreitung von kosmogenem 14C(Iraka, 2008)

Die Zeit, die vergeht bis von der ursprünglichen Konzentration nur noch die Hälfte vorhanden ist, wird Halbwertszeit genannt.(Goudie, 1998)

2.2 Messung der Konzentration

Aus der untersuchten Probe muss chemisch u.a. mit Säure-Lauge-Behandlung reiner Kohlenstoff reduziert werden.

Bei der klassischen Methode mittels Zählrohr wird die Aktivität der Verbrennungsgase, hauptsächlich CO2 mittels Zählen der Zerfälle gemessen. Hierfür sind aber große Mengen an Probenmaterial in der Größenordnung von 1 kg nötig. Da von einem Mol einer modernen Probe nur ca. 3 Zerfälle pro Sekunde gezählt werden können, ist die Probendauer relativ lange und das Verfahren nicht sehr genau.

Seit 1977 wird erfolgreich die Beschleunigungs-Massenspektrographie, kurz AMS angewandt. Hierbei können die radioaktiven Atome direkt, also ohne das „Abwarten“ ihres Zerfalls gemessen werden. Das Verfahren erreicht in einer Probenzeit von einer halben Stunde eine Effizienz, für das das Zählrohrverfahren 80 Jahre brauchen würde. Zudem eröffnen die geringen Probenmengen im mg-Bereich eine weitaus größere Einsatzmöglichkeit der Radiokarbonmethode.

(Goudie, 1998),(Pfeifer, 2006)

2.3 Interpretation des Alters und Kalibrierung

Im Jahr 1950 wurde die Halbwertszeit als 5568 ±30 Jahre bestimmt, welche heute als „Libby-Halbwertszeit“ bekannt ist. Aufgrund späterer Untersuchungen wurde der Wert auf 5730 ±40 Jahre angegeben.

Die ursprüngliche Annahme des konstanten 14C-Niveaus in der Atmosphäre hat sich später leider als falsch erwiesen. Die Produktion des 14C in der Atmosphäre hängt von der Sonnenaktivität sowie den Abschirmungseffekten des nicht konstanten Erdmagnetfeldes ab. Außerdem kann älterer, also bereits zerfallener Kohlenstoff in Kohlenstoffreservoirs wie den Ozeanen und Lagerstätten gespeichert werden.

In den letzten Jahrhunderten kamen zudem anthropogen bedingte Effekte hinzu. Nennenswert ist hier die Verringerung des 14C-Gehaltes durch die Verbrennung fossilen also alten Kohlenstoff (Suess-Effekt) und die Erhöhung radioaktiven Kohlenstoffs durch Kernwaffen.(Goudie, 1998)

Das „Rohdatum“ einer Probe aus dem AMS-Labor wird in Jahren vor heute (vor 1950) mit dem Zusatz BP angegeben. Um eine Angabe des Alters im Sonnenkalender angeben zu können, müssen die Werte kalibriert werden. Kalibrierte Altersangaben werden mit calBP oder calBC gekennzeichnet. Große Fortschritte in der Kalibrierung brachte Stuiver und Pearson 1986 durch hochpräzise 14C-Messungen an mittels Dendrochronologie datierten Douglasien, Mammutbäumen und Eichen bis ca. 12.000 Jahre vor heute (vgl. Kap.3). Aus dem Radiokarbon-Alter kann mittels der Kalibrationskurve (sieheAbbildung 2) das Alter in Kalenderjahren errechnet werden.(Goudie, 1998)

Darüber hinaus gibt es eine neue Kalibrierung an einer Warvenchronologie aus dem japanischen Suigetsu-See bis 53.000 vor heute.(Wikipedia, 2005)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung2: 14C-Kalibrationskurve. (Wik01 nach Stuiver et al.)

Schwankungen der 14C-Kurve können bei zahlreichen relativ datierten Proben an einem Fundort verwendet werden, um das Alter präziser einzugrenzen. Beim sogenannten Wiggle-Matching wird entschieden, in welchen Abschnitt der Kalibrationskurve die ermittelte Folge am exaktesten passt.

Zum ermittelten Alter einer Probe wird das 95%-Konfidenzintervall, angegeben. Hier sind Messtoleranz sowie die Schwankungen der Kalibrationskurve enthalten.

(Goudie, 1998)

2.4 Datierbare Proben

Im Prinzip kommt jedes Material, das einmal Teil eines Organismus war für die 14C-Datierung in Frage.

Holz gilt für die Methode als am besten geeignet. Holzreste wie Zweige oder ganze Baumstämme werden in Mooren, Gletschermoränen und auch im Eis selbst gefunden.

Organische Bodensubstanz wird oftmals als Schichten in Seitenmoränen von Gletschern gefunden. Allerdings kann die Bodenschicht durchmischt sein, was zu einer fehlerhaften Datierung führt.

Neben organischen Substanzen können tierische Reste wie mumifizierte Körper (Eismann), Knochen und Muschelschalen zur Datierung verwendet werden.

Zu Datierende Proben können durch umgebendes, jüngeres oder älteres kohlenstoffhaltiges Material (Wasser, Kalk, Boden) kontaminiert werden, was ebenfalls zu einer Verfälschung führt.(Goudie, 1998)

[...]

Ende der Leseprobe aus 19 Seiten

Details

Titel
Geomorphologische und paläoklimatische Datierungsfragen
Untertitel
Datierungsmethoden für das Spätglazial und das Holozän im alpinen Umfeld
Hochschule
Leopold-Franzens-Universität Innsbruck  (Geographie)
Veranstaltung
Seminar zur Exkursion zum golbalen Wandel (Westalpen-Hochgebirge)
Note
1,0
Autor
Jahr
2014
Seiten
19
Katalognummer
V275225
ISBN (eBook)
9783656680536
ISBN (Buch)
9783656680680
Dateigröße
1268 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Datierung, Datierungsmethoden, Radiokarbonmethode, Dendrochronologie, Lichenometrie, Exponsitionsdatierung, kosmogene Nuklide, Flechten, Jahrringe, Exposure Age Dating, Moräne, Moränenalter, Eiszeit, Gletscher, Gletscheralter, Sedimentalter, Holozän, Glazial, Glaziologie, Geologie, geologisches Alter
Arbeit zitieren
Dipl. Ing. Jonas Stecher (Autor), 2014, Geomorphologische und paläoklimatische Datierungsfragen, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/275225

Kommentare

  • Noch keine Kommentare.
Im eBook lesen
Titel: Geomorphologische und paläoklimatische Datierungsfragen



Ihre Arbeit hochladen

Ihre Hausarbeit / Abschlussarbeit:

- Publikation als eBook und Buch
- Hohes Honorar auf die Verkäufe
- Für Sie komplett kostenlos – mit ISBN
- Es dauert nur 5 Minuten
- Jede Arbeit findet Leser

Kostenlos Autor werden