Physikalische Altersdatierung

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=a) radiometrische Altersdatierung (aufgrund instabiler Isotope)=
==Kalium-Argon-Methode==

Liegen ältere Fossilien vor, so verwendet man die Kalium-Argon-Methode.
Hierbei kann man ehemals geschmolzenem Gestein benutzen.
Wenn z.B. Lava ausbricht und darin enthaltenes Kalium zu Argon zerfällt, so entweicht das Argon. Wird die Lava allerdings zu Vulkangestein, dann kann Argon nicht mehr entweichen und sammelt sich an. Es wird also das Verhältnis von Kalium zu Argon gemessen. Je weniger Kalium und je mehr Argon, desto älter das Gestein.
Die Halbwertszeit von Kalium beträgt 1,28 Mrd. Jahre.

BEISPIEL: Geologische Erkenntnisse über Fossilien, Meteoriten und Apollo-Mondproben, sowie das Alter unseres Sonnensystems (4,6 Mrd. Jahre) wurden mit Hilfe dieser Methode datiert.

[[Bild: Apollo_17.jpg]]
[[Bild: Mondgestein Apollo 17 01.jpg|266px]]
''Bild von Huhu Uet''


''Das Bild zeigt die Apollo 17- Mission, die letzte Mondmission bis heute. Das dort gefundene Mondgestein wurde mittels der Kalium-Argon-Methode datiert.''

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==Uran-Blei-Methode==

Die Uran-Blei-Datierung ist eine absolute Datierungsmethode, bei der die radioaktiven Zerfallsreihen von Uran zu Blei ausgenutzt werden, um Proben zu datieren. Durch das Verhältnis von Uran zu Blei kann dann das Alter der Probe ermittelt werden.

BEISPIEL: Irdisches Gestein oder auch Meteoriten wurden datiert. Das heute angenommene Alter der Erde von 4,55 Milliarden Jahren wurde zuerst von Clair Cameron Patterson mit der Uran-Blei-Datierung bestimmt.

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|[[Bild: Zerfallsreihe.jpg]]
|[[Bild: Karlsruher Nuklidkarte.JPG|350px]]
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Methode:

Erstellen einer Zerfallsgleichung

Zuerst sucht man das radioaktive Isotop in einer so genannten Karlsruher Nuklidkarte, die alle Isotope eines Elements enthält. Aus der Nuklidkarte kann man auch die jeweilige [[Projekt C14-Methode/Physikon#Radioaktive Strahlung|Strahlungsarten]] (alpha-, beta- Strahlung), die Atommasse und die Halbwertszeit herauslesen. 
Im nebenstehenden Beispiel beginnt die Zerfallsreihe mit dem radioaktiven Nuklid   <sup>235</sup><sub>92</sub> U. Um den weiteren Zerfall in der Gleichung darzustellen, muss man die Strahlungsart herauslesen. Uran ist ein alpha-Strahler, also kann man auf die rechte Seite der Gleichung schreiben:<sup>4</sup><sub>2</sub>alpha. (=> Bei Alphazerfall trägt das Alphateilchen zwei Protonen und zwei Neutronen fort.)
Als nächsten Schritt sucht man das aus der nun erstellten Gleichung entstandene Isotop (<sup>231</sup><sub>90</sub> Th), ermittelt die Strahlungsart (hier: beta- Strahlung) und führt die Zerfallsreihe fort. 
(=> Bei Betazerfall verliert das Atom ein Elektron).

Des Weiteren entsteht beim Kernzerfall sogenannte Gammastrahlung. Diese Strahlungsart begleitet immer Alpha- und Betastrahlung und ist äußerst energiereich. Sie hat auch im Gegensatz zu Alpha- (Zentimeterbereich) umd Betastrahlung (Meterbereich) eine weitaus größere Reichweite und kann zum Beispiel mit einer dicken Bleiplatte nur zu ungefähr 50% absorbiert werden. Als einzige dieser drei Strahlungsarten kann sie weder in Magnet- noch in Elektrischen Feldern abgelenkt werden.  

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==Tritium-Methode==

Die Tritiummethode ist eine kostengünstige Analysemethode unter Verwendung des Wasserstoffisotops Tritium. Sie wird in der Geschichtsforschung zur Datierung von Weinen, Wasserproben und wasserhaltigen Funden (gelagert->kein Einfluss durch Atomversuche) ab 1954 verwendet.
Bei Gewässern ist die Zeitspanne, die das Wasser im Untergrund verweilte und zirkulierte, seit der Niederschlag im Untergrund versickert ist, die Verweildauer. Sie ist ein Maß für die Dauer der Reinigungs- bzw. Filterwirkung des geologischen Untergrundes. Da sich im Grund- oder Mineralwasser jedoch die Niederschläge mehrerer Jahrgänge vermischen, lässt sich keine exakte Verweildauer errechnen, man spricht daher von einer mittleren Verweilzeit. Speziell in der Tritiumgehaltsbestimmung sind mittlere Verweilzeiten von einigen Jahren bis zu mehreren Jahrzehnten möglich. 

Das heute in der Hydrosphäre vorhandene Tritium stammt zum größten Teil aus den Kernwaffenversuchen der Jahre 1953 bis 1963. Das Maximum des  Inputs wurde  etwa  1963  erreicht. Während der Niederschläge in diesen Jahren stieg die Tritiumkonzentration um mehr als das Tausendfache der natürlichen Konzentration an.
Bei Proben aus früheren Zeiten in denen natürliches Tritium enthalten ist, ist die Tritiummethode trotzdem anwendbar. Tritium  gehört  wohl  mit  zu  den  bedeutendsten  Umweltisotopen  in  der Hydrogeologie, nicht nur seitdem große Mengen an Tritium durch atmosphärische Atomtests  in  den Wasserkreislauf  eingebracht  wurden. 

BEISPIEL: Der Tritiumgehalt  in Niederschlägen wird von  der  International  Atomic  Energy  Agency  (IAEA)  und  der  World Meteorological Organisation  (WMO) weltweit monatsweise gemessen. Aufgrund seiner kurzen Halbwertszeit  (12,33 Jahrte)  sind kontinuierlich abnehmende Tritium-Gehalte festzustellen.

[[Bild:2000px-Hydrogen Deuterium Tritium Nuclei Schematic svg.png|300px]]
''Aufbau eines Tritium-Moleküls''

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==C14-Datierung==

[[Projekt C14-Methode/Physikalisches|Hier]] geht's zur genauen Erklärung der C14-Methode.

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=b) dosimetrische Altersdatierung (aufgrund von Strahlenschäden)=

==Thermolumineszenz-Methode==

Thermolumineszenz wird in der Archäologie als Methode zur Altersbestimmung von Keramikobjekten oder anderweitig gebrannten Artefakten verwendet. Sie dient dabei als Ergänzung zur C14-Datierung, insbesondere dort, wo Datierungen jenseits der begrenzten Reichweite der C14-Datierung benötigt werden oder wo kein organisches Material zur Verfügung steht.
Geringe Mengen radioaktiver Substanzen in den Rohstoffen der Keramik setzen beim Zerfall Energie frei, wodurch der Thermolumineszenz-Effekt angereichert wird (innere Quellen). Zudem trägt - je nach Lagerung der Funde im Boden - Kosmische Strahlung und auch das umgebende Sediment zu dieser Aufladung bei (äußere Quellen). 
Die Methode ist kompliziert und ihre Genauigkeit begrenzt. Sie liegt bei etwa 10% des geschätzten Alters der Probe. Ihre Reichweite beträgt mehr als 50.000 Jahre, je nach gemessenen Objekten.
Unter guten Voraussetzungen wurden auch 500.000 Jahre erreicht. Ebenfalls verwendet wurde die Methode zur zeitliche Zuordnung aufgrund von Sedimenten. Geologische Altersbestimmung nach dem Prinzip: Untere Schichten sind eher abgelagert worden als obere, und somit sind ältere Schichten unter jüngeren zu finden (Stratigraphisches Prinzip= Sedimentschichten im Liegenden („unten“) sind älter als Sedimentschichten im Hangenden (geologischer Begriff für „oben“)). 


DATIERUNG: Zur Altersbestimmung werden die keramischen Proben unter Laborbedingungen ausgeheizt, wobei Energie in Form von sichtbaren Lichtimpulsen frei wird. Diese Energie ist Maß für die radioaktive Eigen- und Umgebungsstrahlung welche auf die Mineralien der Keramik seit des letzten Brennens einwirken konnte. Je mehr Eigen- und Umgebungsstrahlung gespeichert wurde, desto älter ist die Keramik einzuordnen.


BEISPIEL: Bronze-Skulpturen, -Platten, -Anhänger und -Gedenkköpfe werden mittels Thermolumineszenz datiert, hierbei wird jedoch mindestens eine Gusskern-Masse von 40-200mg benötigt, um durch Testreihen von ca. 10 Proben ein recht genaues Entstehungsdatum feststellen zu können. Man benötigt den Gusskern, da sich in ihm die wenigsten Unreinheiten im Metall befinden und somit keine Verfälschung durch z.B. zermahlenen Ton entstehen. Wenn zudem die Temperaturen beim Schmelzvorgang nicht hoch genug waren, kann es sein, dass die "innere Uhr" nicht auf "null gestellt" wurde und das ürsprüngliche Entstehungsdatum(z.B. ein Vulkanausbruch) als Ergebnis herauskommmt.

[[Bild: Japan Kannon bosatsu Linden-Museum.jpg| 400px]]


''Durch die Thermolumineszenz-Methode konnten diese drei Bronzestatuen aus Japan auf das Jahr 1709 datiert werden.''
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