RADIOKARBONDATIERUNG - DIE ATOMUHR TICKT

Mit der Radiokarbondatierung, der so genannten ¹⁴C-Methode, bestimmt der Physiker das Alter von Funden, die einmal Teil eines Lebewesens waren. Er untersucht zum Beispiel verkohltes Holz von Bäumen oder Knochen von Menschen und Tieren, also organisches Material. Jeder Organismus enthält drei Arten Kohlenstoff: Die stabilen Isotope ¹²C und ¹³C machen zusammen fast den gesamten Kohlenstoff aus; das instabile Isotop ¹⁴C ist nur in geringen Mengen enthalten. Stirbt ein Lebewesen, so zerfällt sein ¹⁴C-Anteil allmählich zu Stickstoff und gibt dabei radioaktive Strahlung ab. Das ¹⁴C reduziert sich  regelmäßig, in 5730 Jahren um die Hälfte. Aus dem Verhältnis zwischen radioaktivem und nicht radioaktivem Kohlenstoff und der Halbwertszeit errechnet der Physiker, wann der Organismus gestorben ist.

Bei der Bergung des Probenmaterials ist absolute Sauberkeit sehr wichtig.

Je nach Art des Probenmaterials reinigen Forscher die Proben mechanisch und chemisch

Für die Massenspektrometer-Messung wird das gereinigte Probenmaterial zu CO² verbrannt ...

... und in elementaren Kohlenstoff umgewandelt. Diese Anlage kann zehn Proben gleichzeitig reduzieren.

Die Proben gibt der Forscher auf einen Probenträger. 40 Proben passen in dieses Probenrad, das in die Ionenquelle eingebaut wird.

Die Forscher eichen die Messdaten und wandeln sie dabei in verlässliche Datierungen um.

HALBWERTSZEIT

Von einer Menge radioaktiver ¹⁴C-Atome zerfällt in etwa 5730 Jahren die Hälfte. Diesen Zeitraum bezeichnet man als Halbwertszeit.

Der Zerfall der ¹⁴C-Ionen ist als Kurve dargestellt. Nach 50 000 Jahren ist kaum noch messbares ¹⁴C in der Probe enthalten.

Alle Organismen besitzen eine leichte radioaktive Strahlung, die mit Geigerzählern gemessen werden kann. Diese getrockneten Pilze weisen eine erhöhte Strahlung auf – eine Folge des Reaktorunfalls von Tschernobyl am 26. April 1986.

Fall Warburg

WANN WAR DIE BESTATTUNG?
Wissenschaftler konnten für fünf Knochenproben aus den unteren Lagen der Gräber I, III, IV und V von Warburg ¹⁴C-Daten ermitteln. Ihre Messungen beweisen, dass diese Toten im Zeitraum zwischen 3400 und 2900 v. Chr. bestattet wurden.

Kalibration Großsteingrab III, Warburg, Kreis Höxter. Das gemessene ¹⁴C-Datum ist als Punkt im Diagramm eingetragen. Der senkrechte Balken, der das Datum schneidet, gibt den möglichen Datierungszeitraum der Probe an, die so genannte Standardabweichung. Das ¹⁴C-Datum und die Standardabweichung schneiden die Kalibrationskurve mehrfach. Die wichtigen Bereiche sind farbig unterlegt und auf die waagerechte Achse des Diagramms übertragen. Dort zeigen sie das mögliche Alter der Probe an. Der mit Pfeilen gekennzeichnete Bereich zwischen 3390 und 3360 v. Chr. passt am besten zu der mit anderen Methoden gewonnenen Datierung der im Grab geborgenen Funde.