Was ist genauer als die Kohlenstoffanalyse? Radiokohlenstoffdatierung

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Radiokarbondatierung, Teil 1

Radiokarbondatierung, Teil 2

Radioisotopendatierung: Sind die Grundlagen der Technik zuverlässig?

Turiner Grabtuch – Radiokarbondatierung

Antikythera-Mechanismus: Fakt und Fiktion

Untertitel

In diesem Video möchte ich mich zunächst darauf konzentrieren, wie Kohlenstoff-14 auftritt und wie er in alle Lebewesen eindringt. Und dann werden wir entweder in diesem Video oder in zukünftigen Videos darüber sprechen, wie es zur Datierung verwendet wird, das heißt, wie man damit herausfinden kann, dass dieser Knochen 12.000 Jahre alt ist oder dass diese Person vor 18.000 Jahren gestorben ist – irgendetwas. Lass uns die Erde zeichnen. Dies ist die Oberfläche der Erde. Genauer gesagt, nur ein kleiner Teil davon. Dann kommt die Erdatmosphäre. Ich werde es gelb streichen. Hier haben wir die Atmosphäre. Unterschreiben wir es. Und 78 % – das häufigste Element in unserer Atmosphäre ist Stickstoff. Es besteht zu 78 % aus Stickstoff. Ich schreibe es auf: „Stickstoff“. Sein Symbol ist N. Es hat 7 Protonen und 7 Neutronen. Die Atommasse beträgt also ungefähr 14. Und das häufigste Stickstoffisotop ... Wir diskutieren das Konzept des Isotops in einem Chemievideo. In einem Isotop bestimmen Protonen, um welches Element es sich handelt. Diese Zahl kann sich jedoch je nach verfügbarer Neutronenzahl ändern. Varianten eines bestimmten Elements, die sich auf diese Weise unterscheiden, werden Isotope genannt. Ich stelle mir diese als Versionen eines einzelnen Elements vor. Auf jeden Fall haben wir eine Atmosphäre und die sogenannte kosmische Strahlung, die von unserer Sonne ausgeht, aber das ist eigentlich keine Strahlung. Das sind kosmische Teilchen. Man kann sie sich als einzelne Protonen vorstellen, was dasselbe ist wie Wasserstoffkerne. Sie können auch Alphateilchen sein, was dasselbe ist wie Heliumkerne. Manchmal gibt es auch Elektronen. Sie kommen an, kollidieren dann mit den Bestandteilen unserer Atmosphäre und bilden tatsächlich Neutronen. Es entstehen also Neutronen. Bezeichnen wir ein Neutron mit dem Kleinbuchstaben n, dann ist 1 seine Massenzahl. Wir schreiben nichts, weil es hier keine Protonen gibt. Im Gegensatz zu Stickstoff, wo es 7 Protonen gab. Es handelt sich also streng genommen nicht um ein Element. Ein subatomares Teilchen. Es entstehen also Neutronen. Und hin und wieder ... Seien wir ehrlich, das scheint keine typische Reaktion zu sein. Aber hin und wieder kollidiert eines dieser Neutronen auf bestimmte Weise mit einem Stickstoff-14-Atom. Es schlägt eines der Stickstoffprotonen aus und nimmt tatsächlich selbst seinen Platz ein. Ich erkläre es jetzt. Es schlägt eines der Protonen aus. Anstelle von sieben Protonen erhalten wir nun 6. Diese Zahl 14 wird sich jedoch nicht in 13 ändern, da eine Ersetzung stattgefunden hat. Hier bleiben also noch 14 übrig. Aber da es jetzt nur noch 6 Protonen gibt, ist dies per Definition kein Stickstoff mehr. Jetzt ist es Kohlenstoff. Und das herausgeschlagene Proton wird emittiert. Ich werde das in einer anderen Farbe lackieren. Das ist ein Plus. Ein in den Weltraum emittiertes Proton... Man kann es Wasserstoff 1 nennen. Irgendwie kann es ein Elektron anziehen. Wenn es kein Elektron aufnimmt, ist es einfach ein Wasserstoffion, jedenfalls ein positives Ion, oder ein Wasserstoffkern. Dieser Prozess - kein typisches Phänomen, aber es kommt von Zeit zu Zeit vor - so entsteht Kohlenstoff-14. Hier ist also Kohlenstoff-14. Im Wesentlichen kann man es sich als Stickstoff-14 vorstellen, bei dem eines der Protonen durch ein Neutron ersetzt wird. Das Interessante ist, dass es in unserer Atmosphäre ständig gebildet wird, nicht in großen Mengen, sondern in spürbaren Mengen. Ich werde das aufschreiben. Ständige Weiterbildung. Bußgeld. Nun... ich möchte, dass Sie sich im Klaren sind. Schauen wir uns das Periodensystem an. Per Definition hat Kohlenstoff 6 Protonen, aber das typische und häufigste Kohlenstoffisotop ist Kohlenstoff-12. Kohlenstoff-12 ist am häufigsten. Der größte Teil des Kohlenstoffs in unserem Körper ist Kohlenstoff-12. Aber das Interessante ist, dass es eine kleine Menge Kohlenstoff-14 produziert und dass sich Kohlenstoff-14 dann mit Sauerstoff zu Kohlendioxid verbinden kann. Das Kohlendioxid wird dann in die Atmosphäre und den Ozean aufgenommen. Es kann von Pflanzen übernommen werden. Wenn man von Kohlenstoffbindung spricht, meint man eigentlich die Nutzung der Energie des Sonnenlichts, um Kohlenstoffgas einzufangen und in organisches Gewebe umzuwandeln. Es wird also ständig Kohlenstoff-14 produziert. Es ist in den Ozeanen, es ist in der Luft. Mischt sich mit der gesamten Atmosphäre. Schreiben wir: Ozeane, Luft. Und dann gelangt es in die Pflanzen. Tatsächlich bestehen Pflanzen aus diesem fixierten Kohlenstoff, der in gasförmiger Form eingefangen und sozusagen in feste Form, in lebendes Gewebe, überführt wurde. Daraus besteht zum Beispiel Holz. Kohlenstoff wird in Pflanzen eingebaut und landet dann bei denen, die die Pflanzen essen. Wir könnten es sein. Warum ist das interessant? Ich habe den Mechanismus bereits erklärt. Auch wenn Kohlenstoff-12 das häufigste Isotop ist, reichert ein Teil unseres Körpers im Laufe unseres Lebens Kohlenstoff-14 an. Interessant ist, dass man diesen Kohlenstoff-14 nur zu Lebzeiten und während der Nahrungsaufnahme aufnehmen kann. Denn sobald Sie sterben und unter der Erde begraben sind, kann Kohlenstoff-14 nicht mehr Teil Ihres Gewebes werden, da Sie nichts mehr essen, was Kohlenstoff-14 enthält. Und sobald Sie sterben, erhalten Sie keinen Kohlenstoff-14-Nachschub mehr. Und der Kohlenstoff-14, den Sie zum Zeitpunkt des Todes hatten, zerfällt durch β-Zerfall – das haben wir bereits untersucht – wieder in Stickstoff-14. Das heißt, der Prozess verläuft rückwärts. Es zerfällt also zu Stickstoff-14, und durch den β-Zerfall werden ein Elektron und ein Anti-Neutrino freigesetzt. Ich werde jetzt nicht auf Details eingehen. Im Wesentlichen ist es das, was hier vor sich geht. Eines der Neutronen verwandelt sich in ein Proton und gibt dieses bei der Reaktion ab. Warum ist das interessant? Wie gesagt, solange man lebt, kommt Kohlenstoff-14 in den Körper. Kohlenstoff-14 zerfällt ständig. Aber sobald Sie weg sind und keine Pflanzen mehr konsumieren oder die Atmosphäre einatmen, wenn Sie selbst eine Pflanze sind, nehmen Sie Kohlenstoff aus der Luft auf – darum geht es bei Pflanzen … Wenn eine Pflanze stirbt Es verbraucht kein Kohlendioxid mehr aus der Atmosphäre und bindet es nicht mehr in den Stoff ein. Der Kohlenstoff-14 in diesem Stoff ist „eingefroren“. Dann zerfällt es mit einer bestimmten Geschwindigkeit. Daraus kann dann ermittelt werden, wie lange die Kreatur gestorben ist. Die Geschwindigkeit, mit der dies geschieht, die Geschwindigkeit, mit der Kohlenstoff-14 zerfällt, bis die Hälfte davon verschwindet oder zur Hälfte zerfällt, beträgt etwa 5.730 Jahre. Dies wird als Halbwertszeit bezeichnet. Darüber sprechen wir in anderen Videos. Dies wird als Halbwertszeit bezeichnet. Ich möchte, dass Sie das verstehen. Es ist nicht bekannt, welche Hälfte verschwunden ist. Dies ist ein probabilistisches Konzept. Man kann nur davon ausgehen, dass der gesamte Kohlenstoff-14 auf der linken Seite innerhalb dieser 5.730 Jahre zerfallen wird und der gesamte Kohlenstoff-14 auf der rechten Seite nicht zerfallen wird. Im Wesentlichen bedeutet dies, dass jedes Kohlenstoff-14-Atom eine 50-prozentige Chance hat, innerhalb von 5.730 Jahren zu Stickstoff-14 zu zerfallen. Das heißt, in 5.730 Jahren wird etwa die Hälfte davon verfallen. Warum ist es wichtig? Wenn Sie wissen, dass alle Lebewesen eine bestimmte Menge Kohlenstoff-14 in ihren Geweben als Bestandteil ihrer Bestandteile haben, und dann finden Sie Knochen ... Nehmen wir an, Sie finden bei einer archäologischen Ausgrabung einen Knochen. Sie werden sagen, dass dieser Knochen die Hälfte des Kohlenstoff-14 der Lebewesen um Sie herum enthält. Es wäre durchaus vernünftig anzunehmen, dass dieser Knochen 5.730 Jahre alt sein muss. Noch besser ist es, wenn Sie noch tiefer graben und einen anderen Knochen finden. Vielleicht ein paar Meter tiefer. Und Sie werden feststellen, dass es 1/4 des Kohlenstoff-14 enthält, der in einem Lebewesen vorkommt. Wie alt ist er dann? Wenn es nur 1/4 Kohlenstoff-14 ist, hat es zwei Halbwertszeiten durchlaufen. Nach einer Halbwertszeit wäre noch die Hälfte des Kohlenstoffs übrig. Dann, nach der zweiten Halbwertszeit, wird die Hälfte davon auch in Stickstoff-14 umgewandelt. Hier sind also 2 Halbwertszeiten aufgetreten, also 2 mal 5.730 Jahre. Was wäre die Schlussfolgerung über das Alter des Artikels? Plus oder minus 11.460 Jahre. Untertitel von der Amara.org-Community

Physische Grundlagen

Im Jahr 2015 berechneten Wissenschaftler des Imperial College London, dass die fortgesetzte Verwendung von Kohlenwasserstoffen die Radiokarbondatierung zunichte machen würde.

Radiokohlenstoffdatierung veränderte unser Verständnis der letzten 50.000 Jahre. Professor Willard Libby demonstrierte es erstmals 1949, wofür er später den Nobelpreis erhielt.

Dating-Methode

Der Kern der Radiokarbondatierung besteht darin, drei verschiedene Kohlenstoffisotope zu vergleichen. Isotope eines bestimmten Elements haben selbe Nummer Protonen im Kern, aber eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen. Das bedeutet, dass sie zwar chemisch sehr ähnlich sind, aber unterschiedliche Massen haben.

Die Gesamtmasse des Isotops wird durch einen numerischen Index angegeben. Während die leichteren Isotope 12C und 13C stabil sind, ist das schwerste Isotop 14C (Radiokohlenstoff) radioaktiv. Sein Kern ist so groß, dass er instabil ist.

Im Laufe der Zeit zerfällt 14C – die Grundlage der Radiokarbondatierung – in Stickstoff, 14N. Der größte Teil von Kohlenstoff-14 entsteht in obere Schichten Atmosphäre, in der Neutronen, die unter dem Einfluss kosmischer Strahlung entstehen, mit 14N-Atomen reagieren.

Anschließend wird es zu 14CO 2 oxidiert, gelangt in die Atmosphäre und vermischt sich mit 12CO 2 und 13CO 2. Kohlendioxid wird von Pflanzen bei der Photosynthese genutzt und gelangt von dort durch die Nahrungskette. Daher wird jede Pflanze und jedes Tier in dieser Kette (einschließlich des Menschen) die gleiche Menge an 14C im Vergleich zu 12C in der Atmosphäre haben (Verhältnis 14C:12C).

Einschränkungen der Methode

Wenn Lebewesen sterben, wird das Gewebe nicht mehr ersetzt und der radioaktive Zerfall von 14C wird sichtbar. Nach 55.000 Jahren zerfällt 14C so stark, dass seine Rückstände nicht mehr gemessen werden können.

Was ist Radiokarbondatierung? Der radioaktive Zerfall kann als „Uhr“ verwendet werden, da er unabhängig von physikalischen (z. B. Temperatur) und chemischen (z. B. Wassergehalt) Bedingungen ist. In 5730 Jahren zerfällt die Hälfte des in der Probe enthaltenen 14C.

Wenn also das Verhältnis von 14C:12C zum Zeitpunkt des Todes und das Verhältnis heute bekannt sind, können wir berechnen, wie viel Zeit vergangen ist. Leider ist es nicht so einfach, sie zu identifizieren.

Radiokarbondatierung: Unsicherheit

Die Menge an 14C in der Atmosphäre und damit in Pflanzen und Tieren war nicht immer konstant. Sie variiert beispielsweise je nachdem, wie viel kosmische Strahlung die Erde erreicht. Es hängt von der Sonnenaktivität ab und Magnetfeld unseres Planeten.

Glücklicherweise ist es möglich, diese Variationen in Proben zu messen, die mit anderen Methoden datiert wurden. Es ist möglich, Baumringe und Änderungen ihres Radiokohlenstoffgehalts zu berechnen. Aus diesen Daten kann eine „Kalibrierungskurve“ erstellt werden.

Derzeit wird daran gearbeitet, es zu erweitern und zu verbessern. Im Jahr 2008 konnten nur Radiokarbondaten bis zu einem Alter von 26.000 Jahren kalibriert werden. Heute hat sich die Kurve auf 50.000 Jahre verlängert.

Was kann gemessen werden?

Nicht alle Materialien können mit dieser Methode datiert werden. Die meisten, wenn nicht alle, organische Verbindungen Radiokarbondatierung zulassen. Auch einige anorganische Stoffe, etwa der Aragonitbestandteil von Muscheln, können datiert werden, da zur Bildung des Minerals Kohlenstoff-14 verwendet wurde.

Zu den Materialien, die seit Beginn der Methode datiert wurden, gehören Holzkohle, Holz, Zweige, Samen, Knochen, Muscheln, Leder, Torf, Schlick, Erde, Haare, Keramik, Pollen, Wandmalereien, Korallen, Blutreste, Stoffe, Papier, Pergament, Harz und Wasser.

Eine Radiokarbondatierung eines Metalls ist nicht möglich, es sei denn, es enthält Kohlenstoff-14. Eine Ausnahme bilden Eisenprodukte, bei deren Herstellung Kohle verwendet wird.

Doppelte Zählung

Aufgrund dieser Komplikation werden Radiokarbondaten auf zwei Arten dargestellt. Nicht kalibrierte Messungen werden in der Anzahl der Jahre vor 1950 (BP) angegeben. Kalibrierte Daten werden auch als BC angezeigt. Chr. und danach, und auch unter Verwendung der calBP-Einheit (kalibriert bis heute, bis 1950). Dies ist die „beste Schätzung“ des tatsächlichen Alters der Probe, es ist jedoch notwendig, auf alte Daten zurückgreifen und diese kalibrieren zu können, da neue Forschungsergebnisse die Kalibrierungskurve kontinuierlich aktualisieren.

Quantität und Qualität

Die zweite Schwierigkeit ist die extrem niedrige Prävalenz von 14C. Nur 0,0000000001 % des Kohlenstoffs in der modernen Atmosphäre haben eine Temperatur von 14 °C, was es unglaublich schwierig macht, ihn zu messen und äußerst empfindlich gegenüber Verschmutzung.

In den Anfangsjahren erforderte die Radiokarbondatierung von Zerfallsprodukten große Proben (zum Beispiel einen halben menschlichen Oberschenkelknochen). Viele Labore verwenden heute ein Beschleuniger-Massenspektrometer (AMS), das das Vorhandensein verschiedener Isotope erkennen und messen sowie die Anzahl der einzelnen Kohlenstoff-14-Atome zählen kann.

Diese Methode erfordert weniger als 1 g Knochengewebe, aber nur wenige Länder können sich mehr als ein oder zwei AMS leisten, die mehr als 500.000 US-Dollar kosten. Australien verfügt beispielsweise nur über zwei solcher Instrumente, die eine Radiokarbondatierung durchführen können, und sie sind für einen Großteil der Entwicklungsländer unerreichbar.

Sauberkeit ist der Schlüssel zur Präzision

Darüber hinaus müssen die Proben gründlich von Kohlenstoffverunreinigungen aus Klebstoff und Boden gereinigt werden. Dies ist besonders wichtig bei sehr alten Materialien. Wenn 1 % eines Elements in einer 50.000 Jahre alten Probe von einem modernen Schadstoff stammt, wird es als 40.000 Jahre alt datiert.

Aus diesem Grund entwickeln Forscher ständig neue Methoden zur effektiven Reinigung von Materialien. Sie können einen erheblichen Einfluss auf das Ergebnis der Radiokarbondatierung haben. Mit der Entwicklung einer neuen Reinigungsmethode mit Aktivkohle ABOx-SC hat sich die Genauigkeit der Methode deutlich erhöht. Dadurch konnte beispielsweise das Datum der Ankunft der ersten Menschen in Australien um mehr als 10.000 Jahre verzögert werden.

Radiokarbondatierung: Kritik

Die Methode, die beweist, dass seit der Entstehung der Erde viel mehr als die in der Bibel erwähnten 10.000 Jahre vergangen sind, wurde von Kreationisten wiederholt kritisiert. Sie argumentieren beispielsweise, dass nach 50.000 Jahren kein Kohlenstoff-14 mehr in den Proben vorhanden sein sollte, Kohle, Öl und Erdgas, die vermutlich Millionen Jahre alt sind, jedoch messbare Mengen dieses Isotops enthalten, was durch Kohlenstoffdatierung bestätigt wird . Der Messfehler ist in diesem Fall größer als die Hintergrundstrahlung, die im Labor nicht eliminiert werden kann. Das heißt, eine Probe, die kein einziges Atom radioaktiven Kohlenstoffs enthält, weist ein Datum von 50.000 Jahren auf. Diese Tatsache lässt jedoch keinen Zweifel an der Datierung der Objekte aufkommen und weist schon gar nicht darauf hin, dass Öl, Kohle usw Erdgas jünger als dieses Alter.

Kreationisten bemerken auch einige Kuriositäten bei der Radiokarbondatierung. Beispielsweise wurde bei der Datierung von Süßwassermollusken ein Alter von mehr als 2000 Jahren ermittelt, was diese Methode ihrer Meinung nach diskreditiert. Tatsächlich wurde festgestellt, dass Schalentiere den größten Teil ihres Kohlenstoffs aus Kalkstein und Humus beziehen, die einen sehr geringen 14C-Gehalt haben, da diese Mineralien sehr alt sind und keinen Zugang zu Kohlenstoff aus der Luft haben. Die Radiokarbondatierung, deren Genauigkeit in diesem Fall in Frage gestellt werden kann, stimmt ansonsten mit der Realität überein. Holz beispielsweise hat dieses Problem nicht, da Pflanzen Kohlenstoff direkt aus der Luft beziehen, die eine volle Dosis 14C enthält.

Ein weiteres Argument gegen die Methode ist die Tatsache, dass Bäume in einem Jahr mehr als einen Ring bilden können. Das stimmt, aber häufiger kommt es vor, dass sie überhaupt keine Jahresringe bilden. Die Grannenkiefer, die den meisten Messungen zugrunde liegt, hat 5 % weniger Ringe als ihr tatsächliches Alter.

Datum einstellen

Die Radiokarbondatierung ist nicht nur eine Methode, sondern auch spannende Entdeckungen über unsere Vergangenheit und Gegenwart. Die Methode ermöglichte es Archäologen, Funde dort zu platzieren chronologische Reihenfolge ohne dass schriftliche Aufzeichnungen oder Münzen erforderlich sind.

Im 19. und frühen 20. Jahrhundert verknüpften unglaublich geduldige und sorgfältige Archäologen Keramik- und Steinwerkzeuge aus verschiedenen geografischen Gebieten, indem sie nach Ähnlichkeiten in Form und Muster suchten. Mithilfe der Idee, dass sich Objektstile mit der Zeit weiterentwickelten und komplexer wurden, konnten sie sie dann ordnen.

So galten große Kuppelgräber (bekannt als Tholos) in Griechenland als Vorläufer ähnlicher Bauwerke auf der schottischen Insel Maeshowe. Dies stützte die Idee, dass die klassischen Zivilisationen Griechenlands und Roms im Zentrum aller Innovationen standen.

Allerdings ergab die Radiokarbondatierung, dass die schottischen Gräber Tausende Jahre älter waren als die griechischen. Nördliche Barbaren konnten entwerfen komplexe Strukturen, ähnlich den klassischen.

Weitere bemerkenswerte Projekte waren die Zuordnung des Turiner Grabtuchs in die Zeit des Mittelalters, die Datierung der Schriftrollen vom Toten Meer in die Zeit Christi und die etwas umstrittene Periodisierung der Chauvet-Höhlenmalereien auf 38.000 calBP (etwa 32.000 v. Chr.), Tausende Jahre früher als erwartet .

Die Radiokarbondatierung wurde auch zur Bestimmung des Zeitpunkts des Aussterbens von Mammuts verwendet und hat zur Debatte darüber beigetragen, ob sich moderne Menschen und Neandertaler trafen oder nicht.

Das 14C-Isotop wird nicht nur zur Altersbestimmung verwendet. Mithilfe der Radiokarbondatierung können wir die Ozeanzirkulation untersuchen und die Bewegung von Medikamenten im Körper verfolgen. Dies ist jedoch ein Thema für einen anderen Artikel.

Radiokarbonmethode zur Bestimmung des absoluten Alters

Quartäre Ablagerungen

Das Wesen der Radiokohlenstoffmethode ist folgendes: Kosmische Strahlung bombardiert Stickstoffkerne (N 14) mit Neutronen. Dabei schlagen sie Protonen aus dem Stickstoff heraus. Dadurch entsteht aus Stickstoff radioaktiver Kohlenstoff C14 (es entsteht ein schweres Kohlenstoffisotop mit einem Atomgewicht von 14). Es geht nach dieser Formel:

N14+ n ® C14 + P

n - Neutron

P - Proton

Radioaktiver Kohlenstoff C14 (Radiokohlenstoff) ist zerfallsfähig. Der Zerfall führt zur Umwandlung von radioaktivem Kohlenstoff C14 in gewöhnlichen Stickstoff N14. Der Zerfall von C14 erfolgt durch Ausstoß eines Teilchens (Elektron – e) aus dem Kern. Es geht nach dieser Formel:

Die Halbwertszeit („Leben“) von radioaktivem Kohlenstoff C14 beträgt T=5568 +-30 Jahre. Das Verhältnis von radioaktivem Kohlenstoff (C14) zu gewöhnlichem Kohlenstoff (C12) im atmosphärischen Kohlendioxid ist konstant.

Dieses C14/C12-Verhältnis wird auch in lebenden Organismen (Tieren und Pflanzen) beobachtet. Dies geschieht, weil sie ständig absorbieren Kohlenstoff aus der Atmosphäre. In diesem Fall nehmen Pflanzen es direkt aus der Luft auf (Photosynthese) und Tiere nehmen Kohlenstoff auf, indem sie Pflanzen fressen.

Nach dem Tod einer Pflanze oder eines Tieres stoppt der Stoffwechselprozess in toter organischer Substanz. Dadurch gelangt radioaktiver Kohlenstoff nicht mehr in lebende Organismen (er kann nur während des Lebens des Organismus während der Stoffwechselperiode eindringen). Von diesem Moment an (nach dem Tod eines Tieres oder einer Pflanze) beginnt der Zerfall von radioaktivem Kohlenstoff. Dadurch nimmt seine Menge sowohl bei vergrabenen Pflanzen als auch bei vergrabenen Tieren allmählich ab. Wenn wir den Gehalt an radioaktivem Kohlenstoff (C14) in einem lebenden Organismus mit 100 % annehmen, dann nimmt er im Laufe der Zeit beispielsweise wie folgt ab:

Sterbedatum von C14

Nachdem man auf diese Weise die Menge an C14 in einem paläontologischen Objekt bestimmt hat, kann man die Anzahl der Jahre beurteilen, die seit dem Tod von Tieren und Pflanzen vergangen sind.

Basierend auf radioaktivem Kohlenstoff wird das Alter von Sedimenten ziemlich genau bestimmt, nicht mehr als 30.000 Jahre, d.h. das Alter holozäner und teilweise oberpleistozäner Ablagerungen. Das Alter älterer Ablagerungen (mittleres und unteres Pleistozän) wird durch Ionen- und andere radioaktive Methoden bestimmt. Dies liegt daran, dass bei Sedimenten, die älter als 30.000 Jahre sind, nur noch sehr wenig radioaktiver Kohlenstoff in der organischen Substanz verbleibt und dessen Gehalt nicht genau bestimmt werden kann. Mit einer komplexeren Methode ist es jedoch möglich, das Alter von Ablagerungen bis zu 40-45.000 Jahren zu bestimmen.

Der Wert der Radiokarbonmethode liegt darin, dass mit ihrer Hilfe das Alter nicht nur gut erhaltener organischer Überreste, sondern auch ihrer Fragmente bestimmt werden kann, die paläontologisch nicht bestimmbar sind.

Zur Bestimmung des Alters von Sedimenten organische Substanz, entnommen aus diesen Einlagen, unterliegt einer gewissen chemische Behandlung. Anschließend werden die Zerfallsimpulse der radioaktiven Substanz gezählt. Dies geschieht mithilfe eines Geigerzählers.

Der Kohlenstoff von Carbonaten ist für die Datierung mit der Radiokohlenstoffmethode nicht geeignet. Die Entfernung erfolgt durch Auflösen der Probe in Salzsäure. Daher sind Kalkschalenproben für diese Methode in der Regel ungeeignet. Mit Karbonaten belastete Tierknochen und Holz müssen verarbeitet werden Salzsäure Karbonate zu entfernen.

Die am besten geeigneten Forschungsobjekte für diese Methode sind:

1. Holzkohle – (Probengewicht 30–90 g);

2. Trockenes Holz und andere Pflanzenreste – (60 g);

3. Trockener Torf, Haut, Haare, Hufe, Krallen – (150–300 g);

4. Tierhörner – (500–2200 g).

Bei der Probenentnahme orientieren sie sich an folgenden Bestimmungen:

1) Das Gewicht der Probe im Feld wird mindestens zweimal entnommen Außerdem, was für die Analyse notwendig ist (siehe oben).

2) Proben werden aus frisch gerodeten Aufschlüssen entnommen. Anschließend werden sie in Aluminium- oder Alufolie oder Blechdosen verpackt.

Mithilfe der Radiokarbondatierung wird das Alter kontinentaler Sedimente untersucht. Ionische Methode Wird verwendet, um die Geschwindigkeit der Sedimentansammlung in modernen Ozeanen zu bestimmen.

Die Radiokarbondatierung ist:

Radiokarbonanalyse - physikalische Methode Datierung biologischer Überreste, Gegenstände und Materialien biologischen Ursprungs durch Messung des Gehalts des radioaktiven Isotops 14C im Material im Verhältnis zu stabilen Kohlenstoffisotopen. 1946 von Willard Libby vorgeschlagen (Nobelpreis für Chemie, 1960).

Physische Grundlagen

Kohlenstoff, einer der Hauptbestandteile biologischer Organismen, kommt in der Erdatmosphäre in Form der stabilen Isotope 12C und 13C sowie des radioaktiven 14C vor. Das 14C-Isotop entsteht in der Atmosphäre ständig unter dem Einfluss von Strahlung (hauptsächlich kosmische Strahlung, aber auch Strahlung aus terrestrischen Quellen). Das Verhältnis radioaktiver und stabiler Kohlenstoffisotope in der Atmosphäre und in der Biosphäre gleichzeitig am selben Ort ist gleich, da alle lebenden Organismen ständig am Kohlenstoffstoffwechsel teilnehmen und Kohlenstoff daraus aufnehmen Umfeld und Isotope nehmen aufgrund ihrer chemischen Ununterscheidbarkeit in nahezu gleicher Weise an biochemischen Prozessen teil. In einem lebenden Organismus spezielle Aktivität 14C entspricht etwa 0,3 Zerfällen pro Sekunde pro Gramm Kohlenstoff, was einem 14C-Isotopengehalt von etwa 10–10 % entspricht.

Mit dem Tod des Körpers kommt der Kohlenstoffstoffwechsel zum Erliegen. Danach bleiben stabile Isotope erhalten und radioaktives (14C) unterliegt einem Betazerfall mit einer Halbwertszeit von 5568 ± 30 Jahren (nach neuen aktualisierten Daten - 5730 ± 40 Jahre), wodurch sein Gehalt in den Überresten allmählich abnimmt . Wenn man das anfängliche Verhältnis des Isotopengehalts im Körper kennt und das aktuelle Verhältnis im biologischen Material misst, kann man bestimmen, wie viel Kohlenstoff-14 zerfallen ist, und so die Zeit ermitteln, die seit dem Tod des Organismus vergangen ist.

Anwendung

Zur Bestimmung des Alters wird Kohlenstoff aus einem Fragment der untersuchten Probe isoliert (durch Verbrennen des Fragments), die Radioaktivität des freigesetzten Kohlenstoffs gemessen und daraus das Isotopenverhältnis bestimmt, das das Alter der Probe angibt. Die zur Messung der Aktivität verwendete Kohlenstoffprobe wird normalerweise in ein Gas eingebracht, das einen Proportionalzähler füllt, oder in einen Flüssigszintillator. Bei sehr geringen 14C-Gehalten und/oder sehr kleinen Probenmassen (mehrere mg) wird seit Kurzem die Beschleuniger-Massenspektrometrie zur direkten Bestimmung des 14C-Gehalts eingesetzt. Das maximale Alter einer Probe, das durch Radiokarbondatierung bestimmt werden kann, beträgt etwa 60.000 Jahre, also etwa 10 Halbwertszeiten von 14C. Während dieser Zeit nimmt der 14C-Gehalt um etwa das 1000-fache ab (etwa 1 Zerfall pro Stunde pro Gramm Kohlenstoff).

Die Messung des Alters eines Objekts mit der Radiokohlenstoffmethode ist nur möglich, wenn das Isotopenverhältnis in der Probe während ihrer Existenz nicht gestört wurde, d. h. die Probe nicht mit kohlenstoffhaltigen Materialien späteren oder früheren Ursprungs, radioaktiv, kontaminiert wurde Substanzen verwendet und keiner starken Strahlungsquelle ausgesetzt war. Die Bestimmung des Alters solch kontaminierter Proben kann zu großen Fehlern führen. Beispielsweise wird ein Fall beschrieben, bei dem eine Testbestimmung des am Tag der Analyse gepflückten Grases ein Alter in der Größenordnung von Millionen Jahren ergab, da das Gras auf einem Rasen in der Nähe einer Autobahn mit ständig starkem Verkehr gepflückt wurde Es stellte sich heraus, dass es stark mit „fossilem“ Kohlenstoff verunreinigt war Abgase(verbrannte Erdölprodukte). Im Laufe der Jahrzehnte seit der Entwicklung der Methode wurden umfangreiche Erfahrungen bei der Identifizierung von Kontaminanten und deren Reinigung aus Proben gesammelt. Man geht derzeit davon aus, dass der Fehler der Methode zwischen siebzig und dreihundert Jahren liegt.

Einer der bekanntesten Fälle der Anwendung der Radiokohlenstoffmethode ist die Untersuchung von Fragmenten des Turiner Grabtuchs (ein christliches Heiligtum, das angeblich Spuren des Leichnams des gekreuzigten Christus enthält), die 1988 gleichzeitig in mehreren Labors unter Verwendung einer Jalousie durchgeführt wurde Methode. Die Radiokarbonanalyse ermöglichte die Datierung des Grabtuchs in die Zeit des 11. bis 13. Jahrhunderts.

Kalibrierung

Libbys ursprüngliche Annahmen, auf denen die Idee der Methode basierte, waren, dass sich das Verhältnis der Kohlenstoffisotope in der Atmosphäre zeitlich und räumlich nicht ändert und der Isotopengehalt in lebenden Organismen genau dem aktuellen Zustand der Atmosphäre entspricht. Mittlerweile steht fest, dass alle diese Annahmen nur annähernd akzeptiert werden können. Der Gehalt des 14C-Isotops hängt von der Strahlungssituation ab, die sich im Laufe der Zeit aufgrund von Schwankungen der kosmischen Strahlung und der Sonnenaktivität sowie im Weltraum aufgrund der ungleichen Verteilung radioaktiver Substanzen auf der Erdoberfläche und mit radioaktiven Ereignissen verbundenen Ereignissen ändert Materialien (z. B. tragen derzeit noch radioaktive Materialien, die während atmosphärischer Atomwaffentests Mitte des 20. Jahrhunderts gebildet und verteilt wurden, zur Bildung des 14C-Isotops bei). In den letzten Jahrzehnten ist der atmosphärische Gehalt dieses Isotops aufgrund der Verbrennung fossiler Brennstoffe, in denen 14C praktisch fehlt, zurückgegangen. Daher kann die Annahme eines bestimmten Isotopenverhältnisses als konstant zu erheblichen Fehlern führen (in der Größenordnung von Jahrtausenden). Darüber hinaus haben Untersuchungen gezeigt, dass einige Prozesse in lebenden Organismen zu einer übermäßigen Anreicherung des radioaktiven Kohlenstoffisotops führen, was das natürliche Verhältnis der Isotope stört. Das Verständnis der mit dem Kohlenstoffstoffwechsel in der Natur verbundenen Prozesse und des Einflusses dieser Prozesse auf das Isotopenverhältnis in biologischen Objekten gelang nicht sofort.

Infolgedessen erwiesen sich Radiokarbondaten, die vor 30 bis 40 Jahren erstellt wurden, oft als sehr ungenau. Insbesondere ein damals durchgeführter Test der Methode an mehreren tausend Jahre alten lebenden Bäumen zeigte deutliche Abweichungen bei über 1000 Jahre alten Holzproben.

Derzeit für richtige Anwendung Die Methode wurde sorgfältig kalibriert, wobei Änderungen im Isotopenverhältnis für verschiedene Epochen und geografische Regionen sowie die Besonderheiten der Anreicherung radioaktiver Isotope in Lebewesen und Pflanzen berücksichtigt wurden. Zur Kalibrierung der Methode wird die Bestimmung von Isotopenverhältnissen für Objekte verwendet, deren absolute Datierung bekannt ist. Eine Quelle für Kalibrierungsdaten ist die Dendrochronologie. Außerdem wurde die Altersbestimmung von Proben mittels der Radiokohlenstoffmethode mit den Ergebnissen anderer Isotopendatierungsmethoden verglichen. Die Standardkurve, die zur Umrechnung des gemessenen Radiokohlenstoffalters einer Probe in ein absolutes Alter verwendet wird, ist hier angegeben: .

Es kann festgestellt werden, dass in seinem moderne FormÜber den historischen Zeitraum (von mehreren zehn Jahren bis hin zu 60-70.000 Jahren in der Vergangenheit) kann die Radiokohlenstoffmethode als eine ziemlich zuverlässige und qualitativ kalibrierte unabhängige Methode zur Datierung von Objekten biologischen Ursprungs angesehen werden.

Kritik an der Methode

Obwohl die Radiokarbondatierung schon lange in der wissenschaftlichen Praxis verankert und weit verbreitet ist, gibt es auch Kritik an dieser Methode, die sowohl einzelne Anwendungsfälle als auch die theoretischen Grundlagen der Methode insgesamt in Frage stellt. In der Regel wird die Radiokohlenstoffmethode von Anhängern des Kreationismus, der „Neuen Chronologie“ und anderen von der wissenschaftlichen Gemeinschaft nicht anerkannten Theorien kritisiert. Die wichtigsten Einwände gegen die Radiokarbondatierung werden im Artikel dargelegt Kritik an naturwissenschaftlichen Methoden in Fomenkos „Neuer Chronologie“. Kritik an der Radiokarbondatierung basiert häufig auf dem Stand der Methodik in den 1960er Jahren, als die Methode noch nicht zuverlässig kalibriert war.

siehe auch

• Optische Datierung
• Thermolumineszenzdatierung

Links

• V. Levchenko. Radiokarbon und absolute Chronologie: Anmerkungen zum Thema.
• V. A. Dergachev. Radiokarbon-Chronometer.

Radioisotopendatierung

Radioisotop oder radiometrische Datierung- eine Methode zur Bestimmung des Alters verschiedener Objekte, die radioaktive Isotope enthalten. Es basiert auf der Bestimmung, welcher Anteil dieses Isotops während der Lebensdauer der Probe zerfallen ist. Aus diesem Wert kann bei Kenntnis der Halbwertszeit eines bestimmten Isotops das Alter der Probe berechnet werden.

Die Radioisotopendatierung wird häufig in der Geologie, Paläontologie, Archäologie und anderen Wissenschaften eingesetzt. Dies ist die Quelle fast aller absoluten Datierungen verschiedener Ereignisse in der Erdgeschichte. Vor seinem Erscheinen war nur eine relative Datierung möglich – verbindlich mit Sicherheit geologische Epochen, Perioden, Epochen usw., deren Dauer unbekannt war.

Verschiedene Radioisotopendatierungsmethoden verwenden unterschiedliche Isotope verschiedener Elemente. Da sie sich in ihren chemischen Eigenschaften (und damit in ihrem Gehalt in verschiedenen geologischen und biologischen Materialien und in ihrem Verhalten in geochemischen Kreisläufen) sowie in ihren Halbwertszeiten stark unterscheiden, sind sie verschiedene Methoden Der Geltungsbereich ist unterschiedlich. Jede Methode ist nur auf bestimmte Materialien und einen bestimmten Altersbereich anwendbar. Die bekanntesten Methoden zur Radioisotopendatierung sind die Radiokohlenstoff-, Kalium-Argon- (Modifikation - Argon-Argon-), Kalium-Kalzium-, Uran-Blei- und Thorium-Blei-Methode. Auch zur Bestimmung des geologischen Alters von Gesteinen werden häufig Helium (basierend auf der Anreicherung von Helium-4 aus alpha-aktiven natürlichen Isotopen), Rubidium-Strontium-, Samarium-Neodym-, Rhenium-Osmium- und Lutetium-Hafnium-Methoden verwendet. Darüber hinaus werden Nichtverwendet, die auf der Störung des Isotopengleichgewichts in natürlichen radioaktiven Reihen basieren, insbesondere Ionium-, Ionium-Protactinium-, Uran-Isotopenmethoden und die Blei-210-Methode. Es gibt auch Methoden, die auf der Akkumulation von Änderungen der physikalischen Eigenschaften eines Minerals unter dem Einfluss von Strahlung basieren: die Spurdatierungsmethode und die Thermolumineszenzmethode.

Geschichte

Die Idee der Radioisotopendatierung wurde 1904 von Ernest Rutherford vorgeschlagen, 8 Jahre nach der Entdeckung der Radioaktivität durch Henri Becquerel. Gleichzeitig unternahm er den ersten Versuch, das Alter des Minerals anhand des Gehalts an Uran und Helium zu bestimmen [Comm. 1]. Nur zwei Jahre später, im Jahr 1907, veröffentlichte Bertram Boltwood, ein Radiochemiker an der Yale University, die erste Uran-Blei-Datierung einer Reihe von Proben Uranerz und ermittelte Alterswerte von 410 bis 2200 Millionen Jahren. Das Ergebnis war bezeichnend: Es zeigte, dass das Alter der Erde um ein Vielfaches höher war als die 20 bis 40 Millionen Jahre, die William Thomson zehn Jahre zuvor auf der Grundlage der Abkühlungsrate des Planeten geschätzt hatte. Über die Bildung eines Teils von Blei durch den Zerfall von Thorium und nicht einmal über die Existenz von Isotopen war zu diesem Zeitpunkt jedoch nichts bekannt, weshalb Boltwoods Schätzungen meist um mehrere zehn Prozent, manchmal fast das Doppelte, überschätzt wurden.

In den folgenden Jahren kam es zu einer intensiven Entwicklung der Kernphysik und einer Verbesserung der Technologie, wodurch bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts eine gute Genauigkeit der Radioisotopendatierung erreicht wurde. Hierzu trug insbesondere die Erfindung des Massenspektrometers bei. Im Jahr 1949 entwickelte Willard Libby die Radiokarbondatierung und demonstrierte deren Nützlichkeit an Holzproben bekannten Alters (zwischen 1400 und 4600 Jahren), wofür er 1960 den Nobelpreis für Chemie erhielt.

Physikalische Grundlagen

Die Menge jedes radioaktiven Isotops nimmt mit der Zeit nach einem Exponentialgesetz (Gesetz des radioaktiven Zerfalls) ab:

N (t) N 0 = e − λ t (\displaystyle (\frac (N(t))(N_(0)))=e^(-\lambda t)) ,

N 0 (\displaystyle N_(0)) – die Anzahl der Atome im Anfangsmoment, N (t) (\displaystyle N(t)) – die Anzahl der Atome nach der Zeit t (\displaystyle t), λ (\displaystyle \lambda) – Zerfallskonstante.

Somit hat jedes Isotop eine genau definierte Halbwertszeit – die Zeit, in der sich seine Menge halbiert. Die Halbwertszeit T 1 / 2 (\displaystyle T_(1/2)) hängt wie folgt mit der Zerfallskonstante zusammen:

T 1 / 2 = ln ⁡ 2 λ (\displaystyle T_(1/2)=(\frac (\ln 2)(\lambda )))

Dann können wir das Verhältnis N (t) N 0 (\displaystyle (\frac (N(t))(N_(0)))) als Halbwertszeit ausdrücken:

N (t) N 0 = 2 − t / T 1 / 2 (\displaystyle (\frac (N(t))(N_(0)))=2^(-t/T_(1/2)))

Basierend darauf, wie viel des Radioisotops über einen bestimmten Zeitraum zerfallen ist, können wir diese Zeit berechnen:

T = − T 1 / 2 log 2 ⁡ N (t) N 0 (\displaystyle t=-T_(1/2)\log _(2)(\frac (N(t))(N_(0))) )

Die Halbwertszeit hängt nicht von Temperatur, Druck, chemischer Umgebung oder Intensität elektromagnetischer Felder ab. Die einzige bekannte Ausnahme betrifft Isotope, die durch Elektroneneinfang zerfallen: Bei ihnen besteht eine Abhängigkeit der Zerfallsgeschwindigkeit von der Elektronendichte in der Kernregion. Hierzu zählen beispielsweise Beryllium-7, Strontium-85 und Zirkonium-89. Bei solchen Radioisotopen hängt die Zerfallsrate vom Ionisierungsgrad des Atoms ab; es besteht auch eine schwache Abhängigkeit von Druck und Temperatur. Für die Radioisotopendatierung stellt dies kein wesentliches Problem dar.

Ursachen von Schwierigkeiten

Die Hauptschwierigkeiten bei der Datierung von Radioisotopen sind der Austausch von Materie zwischen dem untersuchten Objekt und der Umgebung, der möglicherweise nach der Entstehung des Objekts stattgefunden hat, sowie die Unsicherheit der anfänglichen Isotopen- und Elementzusammensetzung. Wenn das Objekt zum Zeitpunkt seiner Entstehung bereits eine bestimmte Menge des Tochterisotops enthielt, kann das berechnete Alter überschätzt werden, und wenn das Tochterisotop das Objekt anschließend verließ, kann es unterschätzt werden. Für die Radiokohlenstoffmethode ist es wichtig, dass das Verhältnis der Kohlenstoffisotope im Anfangsmoment nicht gestört wird, da der Gehalt des Zerfallsprodukts – 14N – nicht bekannt sein kann (es unterscheidet sich nicht von gewöhnlichem Stickstoff), sondern nur das Alter basierend auf Messungen des nicht zerfallenen Anteils des Ausgangsisotops bestimmt werden. Daher ist es notwendig, die Geschichte des untersuchten Objekts so genau wie möglich auf einen möglichen Stoffaustausch mit der Umgebung und mögliche Merkmale der Isotopenzusammensetzung zu untersuchen.

Isochron-Methode

Die Isochronenmethode hilft bei der Lösung von Problemen, die mit der Hinzufügung oder dem Verlust eines Eltern- oder Tochterisotops verbunden sind. Es funktioniert unabhängig von der Ausgangsmenge des Tochterisotops und ermöglicht die Feststellung, ob in der Geschichte des Objekts ein Stoffaustausch mit der Umgebung stattgefunden hat.

Diese Methode basiert auf dem Vergleich von Daten aus verschiedenen Proben desselben geologischen Objekts, von denen bekannt ist, dass sie vorhanden sind gleich alt, unterscheiden sich jedoch in der Elementzusammensetzung (daher im Gehalt des Ausgangsradionuklids). Die Isotopenzusammensetzung jedes Elements sollte im Anfangsmoment in allen Proben gleich sein. Außerdem müssen diese Proben neben dem Tochterisotop noch ein anderes Isotop desselben Elements enthalten. Die Proben können entweder verschiedene Mineralien aus demselben Gesteinsstück oder verschiedene Teile desselben geologischen Körpers darstellen.

Dann wird für jedes Beispiel Folgendes ausgeführt:

D 0 + Δ M E 0 = Δ M M 0 − Δ M (M 0 − Δ M E 0) + D 0 E 0 (\displaystyle (D_(0)+\Delta (M) \over E_(0))=(\ Delta (M) \over M_(0)-\Delta (M))\left((M_(0)-\Updelta (M) \over E_(0))\right)+(D_(0) \over E_ (0))) ,

D 0 (\displaystyle D_(0)) – Konzentration des Tochterisotops im Anfangsmoment, E 0 (\displaystyle E_(0)) – Konzentration des nicht radiogenen Isotops desselben Elements (ändert sich nicht), M 0 (\displaystyle M_(0)) ist die Konzentration des Ausgangsisotops im Anfangsmoment, Δ M (\displaystyle \Delta (M)) ist die Menge des Ausgangsisotops, die während der Zeit t (\displaystyle t) ( zum Zeitpunkt der Messungen).

Die Gültigkeit dieser Beziehung lässt sich leicht überprüfen, indem man auf der rechten Seite eine Reduktion vornimmt.

Die Konzentration des Tochterisotops zum Zeitpunkt der Messungen beträgt D t = D 0 + Δ M (\displaystyle D_(t)=D_(0)+\Delta (M)) und die Konzentration des Mutterisotops M t = M 0 − Δ M (\displaystyle M_ (t)=M_(0)-\Delta (M)) . Dann:

D t E 0 = Δ M M 0 − Δ M (M t E 0) + D 0 E 0 (\displaystyle (D_(t) \over E_(0))=(\Delta (M) \over M_(0) -\Delta (M))\left((M_(t) \over E_(0))\right)+(D_(0) \over E_(0)))

Die Verhältnisse D t E 0 (\displaystyle D_(t) \over E_(0)) und M t E 0 (\displaystyle (M_(t) \over E_(0))) können gemessen werden. Anschließend wird ein Diagramm erstellt, in dem diese Werte jeweils auf der Ordinate und Abszisse aufgetragen werden.

Wenn in der Geschichte der Proben kein Stoffaustausch mit der Umgebung stattgefunden hat, dann liegen die entsprechenden Punkte in diesem Diagramm auf einer Geraden, weil der Koeffizient Δ M M 0 − Δ M (\displaystyle (\Delta (M) \over M_(0)-\ Delta (M))) und der Term D 0 E 0 (\displaystyle (D_(0) \over E_(0))) sind für alle Stichproben gleich (und diese Stichproben unterscheiden sich nur im Anfangsstadium). Gehalt des Mutterisotops). Diese Linie wird Isochrone genannt. Je größer die Steigung der Isochrone ist, desto älter ist das untersuchte Objekt. Wenn in der Geschichte des Objekts ein Stoffaustausch stattgefunden hat, liegen die Punkte nicht auf derselben Geraden und dies zeigt, dass in diesem Fall die Altersbestimmung unzuverlässig ist.

Die Isochronenmethode wird in verschiedenen Radioisotopendatierungsmethoden verwendet, beispielsweise bei Rubidium-Strontium, Samarium-Neodym und Uran-Blei.

Schließtemperatur

Wenn ein Mineral, dessen Kristallgitter kein Tochternuklid enthält, stark genug erhitzt wird, diffundiert dieses Nuklid nach außen. Dadurch wird die „Radioisotopenuhr“ zurückgesetzt: Die seit diesem Zeitpunkt vergangene Zeit wird als Ergebnis der Radioisotopendatierung ermittelt. Beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur stoppt die Diffusion eines bestimmten Nuklids: Das Mineral wird in Bezug auf dieses Nuklid zu einem geschlossenen System. Die Temperatur, bei der dies geschieht, wird Schließtemperatur genannt.

Die Schließtemperaturen variieren stark zwischen verschiedenen Mineralien und den verschiedenen betrachteten Elementen. Beispielsweise beginnt Biotit beim Erhitzen auf 280 ± 40 °C merklich Argon zu verlieren, und Zirkon verliert bei Temperaturen über 950–1000 °C Blei.

Methoden zur Datierung von Radioisotopen

Es kommen verschiedene Radioisotopenmethoden zum Einsatz, die dafür geeignet sind verschiedene Materialien, unterschiedliche Altersintervalle und unterschiedliche Genauigkeit.

Uran-Blei-Methode

Die Uran-Blei-Methode ist eine der ältesten und am weitesten entwickelten Methoden zur Radioisotopendatierung und bei guter Durchführung die zuverlässigste Methode für Hunderte Millionen Jahre alte Proben. Ermöglicht eine Genauigkeit von 0,1 % und sogar noch besser. Es ist möglich, sowohl erdnahe Proben als auch solche zu datieren, die jünger als eine Million Jahre sind. Höhere Zuverlässigkeit und Genauigkeit werden durch die Verwendung von zwei Uranisotopen erreicht, deren Zerfallsketten in unterschiedlichen Bleiisotopen enden, sowie durch einige Eigenschaften von Zirkon, einem Mineral, das üblicherweise für die Uran-Blei-Datierung verwendet wird.

Folgende Transformationen werden verwendet:

Manchmal wird zusätzlich der Zerfall von Thorium-232 genutzt ( Uran-Thorium-Blei-Methode):

Alle diese Umwandlungen erfolgen in vielen Stufen, aber Zwischennuklide zerfallen viel schneller als die Ausgangsnuklide.

Am häufigsten wird Zirkon (ZrSiO 4) zur Datierung nach der Uran-Blei-Methode verwendet; in einigen Fällen - Monazit, Titanit, Baddeleyit; seltener viele andere Materialien, darunter Apatit, Calcit, Aragonit, Opal und Gesteine, die aus einer Mischung verschiedener Mineralien bestehen. Zirkon hat eine große Festigkeit und Beständigkeit chemische Einflüsse, hohe Temperatur Schließung und ist in magmatischen Gesteinen weit verbreitet. In seinem Kristallgitter Uran lässt sich leicht einbauen, Blei jedoch nicht, sodass das gesamte Blei in Zirkon normalerweise als radiogen angesehen werden kann. Bei Bedarf kann die Menge an nicht radiogenem Blei aus der Menge an Blei-204 berechnet werden, die beim Zerfall von Uranisotopen nicht entsteht.

Die Verwendung von zwei Uranisotopen, die in unterschiedliche Bleiisotope zerfallen, ermöglicht es, das Alter eines Objekts zu bestimmen, selbst wenn es einen Teil des Bleis verliert (z. B. aufgrund von Metamorphose). Darüber hinaus lässt sich das Alter dieses metamorphen Ereignisses bestimmen.

Lead-Lead-Methode

Die Blei-Blei-Methode wird üblicherweise zur Altersbestimmung von Proben verwendet, die aus einer Mischung von Mineralien bestehen (ihr Vorteil gegenüber der Uran-Blei-Methode liegt in solchen Fällen in der hohen Mobilität des Urans). Diese Methode eignet sich gut zur Datierung von Meteoriten sowie terrestrischen Gesteinen, bei denen kürzlich Uran verloren gegangen ist. Es basiert auf der Messung von drei Bleiisotopen: 206Pb (gebildet durch den Zerfall von 238U), 207Pb (gebildet durch den Zerfall von 235U) und 204Pb (nicht radiogen).

Die Änderung des Verhältnisses der Bleiisotopenkonzentrationen über die Zeit wird aus den folgenden Gleichungen abgeleitet:

[ 207 P b ] t = [ 207 P b ] 0 + [ 235 U ] 0 (e λ 235 t − 1) (\displaystyle (\left[^(207)\mathrm (Pb) \right]_(t) )=(\left[^(207)\mathrm (Pb) \right]_(0))+(\left[^(235)\mathrm (U) \right]_(0))(\left(( e^(\lambda _(235)t)-1)\right))) [ 206 P b ] t = [ 206 P b ] 0 + [ 238 U ] 0 (e λ 238 t − 1) (\displaystyle ( \left[^(206)\mathrm (Pb) \right]_(t))=(\left[^(206)\mathrm (Pb) \right]_(0))+(\left[^(238 )\mathrm (U) \right]_(0))(\left((e^(\lambda _(238)t)-1)\right))) ,

wobei Index t (\displaystyle t) die Konzentration des Isotops zum Zeitpunkt der Messung bedeutet und Index 0 (\displaystyle 0) – im ersten Moment.

Es ist zweckmäßig, nicht die Konzentrationen selbst zu verwenden, sondern deren Verhältnisse zur Konzentration des nichtradiogenen Isotops 204Pb.
Ohne die eckigen Klammern:

(207 P b 204 P b) t = (207 P b 204 P b) 0 + (235 U 204 P b) (e λ 235 t − 1) (\displaystyle (\left((\frac (^(207) \mathrm (Pb) )(^(204)\mathrm (Pb) ))\right)_(t))=(\left((\frac (^(207)\mathrm (Pb) )(^(204) \mathrm (Pb) ))\right)_(0))+(\left((\frac (^(235)\mathrm (U) )(^(204)\mathrm (Pb) ))\right)) (\left((e^(\lambda _(235)t)-1)\right))) (206 P b 204 P b) t = (206 P b 204 P b) 0 + (238 U 204 P b ) (e λ 238 t − 1) (\displaystyle (\left((\frac (^(206)\mathrm (Pb) )(^(204)\mathrm (Pb) ))\right)_(t)) =(\left((\frac (^(206)\mathrm (Pb) )(^(204)\mathrm (Pb) ))\right)_(0))+(\left((\frac (^( 238)\mathrm (U) )(^(204)\mathrm (Pb) ))\right))(\left((e^(\lambda _(238)t)-1)\right)))

Wenn man die erste dieser Gleichungen durch die zweite dividiert und berücksichtigt, dass das moderne Verhältnis der Konzentrationen der zugrunde liegenden Uranisotope 238U/235U für alle geologischen Objekte nahezu gleich ist (der akzeptierte Wert beträgt 137,88), [Comm. 2] erhalten wir:

(207 P b 204 P b) t − (207 P b 204 P b) 0 (206 P b 204 P b) t − (206 P b 204 P b) 0 = (1 137 , 88) (e λ 235 t − 1 e λ 238 t − 1) (\displaystyle (\frac (\left((\frac (^(207)\mathrm (Pb) )(^(204)\mathrm (Pb) ))\right)_( t)-\left((\frac (^(207)\mathrm (Pb) )(^(204)\mathrm (Pb) ))\right)_(0))(\left((\frac (^( 206)\mathrm (Pb) )(^(204)\mathrm (Pb) ))\right)_(t)-\left((\frac (^(206)\mathrm (Pb) )(^(204) \mathrm (Pb) ))\right)_(0)))=(\left((\frac (1)(137.88))\right))(\left((\frac (e^(\lambda _( 235)t)-1)(e^(\lambda _(238)t)-1))\right)))

Als nächstes wird ein Diagramm mit den Verhältnissen 207Pb/204Pb und 206Pb/204Pb entlang der Achsen erstellt. In diesem Diagramm werden Punkte, die Proben mit unterschiedlichen anfänglichen U/Pb-Verhältnissen entsprechen, entlang einer geraden Linie (Isochrone) aufgereiht, deren Steigung das Alter der Probe anzeigt.

Der Zeitpunkt der Planetenentstehung wurde mit der Blei-Blei-Methode bestimmt Sonnensystem(das heißt, das Alter der Erde). Dies wurde erstmals 1956 von Claire Cameron Patterson anhand von Studien verschiedener Meteoritentypen durchgeführt. Da es sich um Fragmente von Planetesimalen handelt, die einer gravitativen Differenzierung unterzogen wurden, weisen verschiedene Meteoriten unterschiedliche U/Pb-Werte auf, was die Konstruktion einer Isochrone ermöglicht. Es stellte sich heraus, dass diese Isochrone auch einen Punkt enthält, der das durchschnittliche Verhältnis der Bleiisotope auf der Erde darstellt. Moderne Bedeutung Alter der Erde - 4,54 ± 0,05 Milliarden Jahre.

Kalium-Argon-Methode

Diese Methode nutzt den Zerfall des 40K-Isotops, das 0,012 % des natürlichen Kaliums ausmacht. Es zerfällt hauptsächlich auf zwei Arten [Comm. 3]:

• β−-Zerfall (Wahrscheinlichkeit 89,28(13) %, partielle Halbwertszeit [Comm. 4] 1,398 Milliarden Jahre):

• Elektroneneinfang (Wahrscheinlichkeit 10,72(13) %, partielle Halbwertszeit 11,64 Milliarden Jahre):

Die Halbwertszeit von 40K beträgt unter Berücksichtigung beider Zerfallspfade 1,248(3) Milliarden Jahre. Dies ermöglicht die Datierung sowohl von Proben mit einem Alter, das dem Alter der Erde entspricht, als auch von Proben mit einem Alter von Hunderten und manchmal Zehntausenden von Jahren.

Kalium ist das siebthäufigste Element in der Erdkruste und wird in vielen magmatischen und Sedimentgesteinen enthalten große Menge dieses Element. Der Anteil des 40K-Isotops darin ist mit guter Genauigkeit konstant. Bei der Kalium-Argon-Datierung werden verschiedene Glimmer, erstarrte Lava, Feldspäte, Tonmineralien und viele andere Mineralien und Gesteine ​​verwendet. Auch erstarrte Lava eignet sich für paläomagnetische Untersuchungen. Daher ist die Kalium-Argon-Methode (genauer gesagt ihre Version – die Argon-Argon-Methode) die Hauptmethode zur Kalibrierung der geomagnetischen Polaritätsskala.

Das Hauptzerfallsprodukt von Kalium-40 – 40Ca – unterscheidet sich nicht von gewöhnlichem (nicht radiogenem) Calcium-40, das normalerweise in den untersuchten Gesteinen reichlich vorhanden ist. Daher wird üblicherweise der Gehalt eines weiteren Tochterisotops, 40Ar, analysiert. Da Argon ein Edelgas ist, verdampft es leicht aus Gesteinen, wenn es auf mehrere hundert Grad erhitzt wird. Dementsprechend zeigt die Kalium-Argon-Datierung den Zeitpunkt der letzten Erwärmung der Probe auf solche Temperaturen an.

Das Hauptproblem bei der Kalium-Argon-Datierung, wie auch bei anderen Radioisotopenmethoden, ist der Stoffaustausch mit der Umgebung und die Schwierigkeit, die ursprüngliche Zusammensetzung der Probe zu bestimmen. Es ist wichtig, dass die Probe zunächst kein Argon enthält, es dann nicht verliert und nicht durch atmosphärisches Argon verunreinigt wird. Eine Korrektur dieser Kontamination kann auf der Grundlage der Tatsache vorgenommen werden, dass es im atmosphärischen Argon neben 40Ar ein weiteres Isotop (36Ar) gibt, aber aufgrund der geringen Menge davon (1/295 des gesamten Argons) ist die Genauigkeit von diese Korrektur ist gering.

Es gibt eine verbesserte Version der Kalium-Argon-Methode – die 40Ar/39Ar-Methode ( Argon-Argon-Methode). Mit dieser Methode wird anstelle des 40K-Gehalts der 39Ar-Gehalt bestimmt, der bei künstlicher Neutronenbestrahlung aus 39K entsteht. Aufgrund der Konstanz der Isotopenzusammensetzung von Kalium kann aus der Menge von 39K eindeutig die Menge von 40K bestimmt werden. Der Vorteil dieser Methode liegt darin Chemische Eigenschaften 39Ar und 40Ar sind identisch, sodass der Gehalt dieser Isotope aus einer Probe mit derselben Methode bestimmt werden kann. Aber jede Argon-Argon-Datierung erfordert eine Kalibrierung anhand einer Probe bekannten Alters, die mit demselben Neutronenfluss bestrahlt wurde.

Ein Vergleich von Kalium-Argon-Datteln mit Uran-Blei-Datteln zeigt, dass Kalium-Argon-Datteln normalerweise etwa 1 % kleiner sind. Dies ist wahrscheinlich auf Ungenauigkeiten zurückzuführen akzeptierter Wert Halbwertszeit von Kalium-40.

Rubidium-Strontium-Methode

Das Prinzip der Methode basiert auf dem β−-Zerfall des 87Rb-Isotops und seiner Umwandlung in das stabile 87Sr-Isotop:

37 87 R b → 38 87 S r + β − + ν ¯ e + Q ; (\displaystyle \mathrm (()_(37)^(87)Rb) \rightarrow \mathrm (()_(38)^(87)Sr) +(\beta )^(-)+(\bar (\ nu ))_(e)+Q\,;)

wo ν e- Elektron-Antineutrino, Q- Zerfallsenergie. Die Halbwertszeit von Rubidium-87 beträgt 49,7(3) Milliarden Jahre, seine natürliche Isotopenhäufigkeit beträgt 27,83(2)%. Die Häufigkeit von Rubidium in Gesteinsmineralien wird vor allem durch die Nähe der Ionenradien Rb+ ( R= 0,148 nm) zu K+-Ionen ( R= 0,133 nm). Dadurch kann das Rb-Ion das K-Ion in allen wichtigen gesteinsbildenden Mineralien ersetzen.

Die Häufigkeit von Strontium wird durch die Fähigkeit des Sr2+-Ions bestimmt ( R= 0,113 nm) ersetzen Sie das Ca2+-Ion ( R= 0,101 nm), in kalziumhaltigen Mineralien (hauptsächlich in Plagioklas und Apatit) sowie die Möglichkeit seines Einbaus in das Gitter von Kaliumfeldspäten anstelle des K+-Ions. Die Anreicherung von Strontium-87 im Mineral erfolgt gesetzeskonform

(87 S r 86 S r) t = (87 S r 86 S r) 0 + (87 R b 86 S r) t ⋅ (e λ t − 1) , (\displaystyle \left((\frac (^( 87)\mathrm (Sr) )(^(86)\mathrm (Sr) ))\right)_(t)=\left((\frac (^(87)\mathrm (Sr) )(^(86) \mathrm (Sr) ))\right)_(0)+\left((\frac (^(87)\mathrm (Rb) )(^(86)\mathrm (Sr) ))\right)_(t )\cdot \left(e^(\lambda t)-1\right),)

Wo ist der Index? T bezieht sich wie immer auf moderne Beziehungen Konzentrationen der Isotope im Mineral und 0 - zu den Anfangsverhältnissen. Lösen Sie diese Gleichung nach dem Alter T ermöglicht es Ihnen, die Grundgleichung der Geochronologie in Bezug auf die Rb-Sr-Methode zu schreiben:

T = 1 λ ln ⁡ ((87 S r 86 S r) t − (87 S r 86 S r) 0 (87 R b 86 S r) t + 1) , (\displaystyle t=(\frac (1) (\lambda ))\ln \left((\frac (\left((\frac (^(87)\mathrm (Sr) )(^(86)\mathrm (Sr) ))\right)_(t) -\left((\frac (^(87)\mathrm (Sr) )(^(86)\mathrm (Sr) ))\right)_(0))(\left((\frac (^(87) \mathrm (Rb) )(^(86)\mathrm (Sr) ))\right)_(t)))+1\right),)

Die Isotopenhäufigkeit der in der Methode verwendeten radiogenen (87Sr) und nicht radiogenen (86Sr) Strontiumisotope beträgt 7,00(1) % bzw. 9,86(1) %.

Samarium-Neodym-Methode

Samarium und Neodym sind Seltenerdelemente. Sie sind bei hydrothermaler Umwandlung sowie chemischer Verwitterung und Metamorphose weniger mobil als Alkali- und Erdalkalielemente wie K, Rb, Sr usw. Daher liefert die Samarium-Neodym-Methode eine zuverlässigere Datierung des Gesteinsalters als die Rubidium-Strontium-Methode. Der Vorschlag, die Sm-Nd-Methode in der Geochronologie zu verwenden, wurde erstmals von G. Lugmair (1947) gemacht. Er zeigte, dass das 143Nd/144Nd-Verhältnis ein Indikator für Veränderungen in der relativen Häufigkeit von 143Nd aufgrund des Zerfalls von 147Sm ist. Forscher aus den USA DePaolo und Wasserburg leisteten einen großen Beitrag zur Entwicklung und Umsetzung der Sm-Nd-Methode in der geologischen Praxis und der Verarbeitung der gewonnenen Daten. Samarium hat 7 natürliche Isotope (siehe Isotope von Samarium), aber nur zwei davon (147Sm und 148Sm[Comm. 5]) sind radioaktiv. 147Sm verwandelt sich unter Aussendung eines Alphateilchens in 143Nd:

62 147 R b → 60 143 N d + α + Q ; (\displaystyle \mathrm (()_(62)^(147)Rb) \rightarrow \mathrm (()_(60)^(143)Nd) +(\alpha )+Q\,;)

Die Halbwertszeit von 147Sm ist sehr lang – 106,6(7) Milliarden Jahre. Die Samarium-Neodym-Methode eignet sich am besten zur Berechnung des Alters von basischen und ultrabasischen Gesteinen, einschließlich metamorpher Gesteine.

Rhenium-Osmium-Methode

Die Methode basiert auf dem Beta-Zerfall von Rhenium-187 (Halbwertszeit 43,3(7) Milliarden Jahre, natürliche Isotopenhäufigkeit η = 62,60(2)%) in Osmium-187 (η = 1,96(2)%). Die Methode wird zur Datierung von Eisen-Nickel-Meteoriten (Rhenium als siderophiles Element neigt dazu, sich in ihnen zu konzentrieren) und Molybdänit-Ablagerungen (Molybdänit MoS 2 in der Erdkruste ist ein Rhenium-Konzentrator-Mineral, wie die Mineralien Tantal und Niob) verwendet. Osmium ist mit Iridium verbunden und kommt fast ausschließlich in ultramafischen Gesteinen vor. Isochronengleichung für die Re-Os-Methode:

(187 O s 186 O s) t = (187 O s 186 O s) 0 + (187 R e 186 O s) t ⋅ (e λ 187 t − 1) . (\displaystyle \left((\frac (^(187)\mathrm (Os) )(^(186)\mathrm (Os) ))\right)_(t)=\left((\frac (^(187 )\mathrm (Os) )(^(186)\mathrm (Os) ))\right)_(0)+\left((\frac (^(187)\mathrm (Re) )(^(186)\ mathrm (Os))\right)_(t)\cdot \left(e^(\lambda _(187)t)-1\right).)

Lutetium-Hafnium-Methode

Die Methode basiert auf dem Beta-Zerfall von Lutetium-176 (Halbwertszeit 36,84(18) Milliarden Jahre, natürliche Isotopenhäufigkeit η = 2,599(13)%) in Hafnium-176 (η = 5,26(7)%). Hafnium und Lutetium weisen ein deutlich unterschiedliches geochemisches Verhalten auf. Für die Methode eignen sich schwere Lanthanoidmineralien wie Fergusonit, Xenotim etc. sowie Apatit, Orthit und Sphen. Hafnium ist ein chemisches Analogon von Zirkonium und ist in Zirkonen konzentriert, daher sind Zirkone für diese Methode nicht geeignet. Isochronengleichung für die Lutetium-Hafnium-Methode:

(176 H f 177 H f) t = (176 H f 177 H f) 0 + (176 L u 177 H f) t ⋅ (e λ 176 t − 1) . (\displaystyle \left((\frac (^(176)\mathrm (Hf) )(^(177)\mathrm (Hf) ))\right)_(t)=\left((\frac (^(176 )\mathrm (Hf) )(^(177)\mathrm (Hf) ))\right)_(0)+\left((\frac (^(176)\mathrm (Lu) )(^(177)\ mathrm (Hf))\right)_(t)\cdot \left(e^(\lambda _(176)t)-1\right).)

Radiokarbon-Methode

Die Methode basiert auf dem Zerfall von Kohlenstoff-14 und wird am häufigsten für Objekte biologischen Ursprungs verwendet. Damit können Sie die Zeit bestimmen, die seit dem Tod eines biologischen Objekts und der Beendigung des Kohlenstoffaustauschs mit dem atmosphärischen Reservoir vergangen ist. Das Verhältnis von Kohlenstoff-14 zu stabilem Kohlenstoff (14C/12C ~ 10–10 %) in der Atmosphäre und in den Geweben von Tieren und Pflanzen, die im Gleichgewichtsaustausch damit stehen, wird durch den Fluss schneller Neutronen in der oberen Atmosphäre bestimmt. Durch kosmische Strahlung erzeugte Neutronen reagieren mit atmosphärischen Stickstoff-14-Kernen gemäß der Reaktion n + 7 14 N → 6 14 C + p , (\displaystyle n+\mathrm (^(14)_(7)N) \rightarrow \mathrm ( ^ (14)_(6)C) +p,) produziert durchschnittlich etwa 7,5 kg Kohlenstoff-14 pro Jahr. Die Halbwertszeit von 14C beträgt 5700 ± 30 Jahre; Bestehende Methoden ermöglichen die Bestimmung von Radiokohlenstoffkonzentrationen in biologischen Objekten auf einem Niveau, das etwa 1000-mal niedriger ist als die atmosphärische Gleichgewichtskonzentration, d. h. mit einem Alter von bis zu 10 Halbwertszeiten von 14C (etwa 60.000 Jahre).

Zur Genauigkeit der Radiokarbondatierungsmethode

Alles, was uns aus dem Heidentum überliefert ist, ist in dichten Nebel gehüllt; es gehört zu dem Belastungsintervall, das wir nicht messen können. Wir wissen, dass es älter ist als das Christentum, aber um zwei Jahre, zweihundert Jahre oder ein ganzes Jahrtausend – hier können wir nur raten. Rasmus Nierup, 1806.

Viele von uns haben Angst vor der Wissenschaft. Ein Beispiel für ein solches Phänomen ist die Radiokarbondatierung als eines der Ergebnisse der Entwicklung der Kernphysik. Diese Methode hat wichtig für verschiedene und unabhängige wissenschaftliche Disziplinen wie Hydrologie, Geologie, Atmosphärenwissenschaften und Archäologie. Allerdings überlassen wir das Verständnis der Prinzipien der Radiokarbondatierung den wissenschaftlichen Experten und akzeptieren ihre Schlussfolgerungen blind aus Respekt vor der Genauigkeit ihrer Ausrüstung und Bewunderung für ihre Intelligenz.

Tatsächlich sind die Prinzipien der Radiokarbondatierung erstaunlich einfach und leicht zugänglich. Darüber hinaus ist die Vorstellung von der Kohlenstoffdatierung als „exakte Wissenschaft“ irreführend, und in Wahrheit vertreten nur wenige Wissenschaftler diese Meinung. Das Problem besteht darin, dass Vertreter vieler Disziplinen, die die Radiokarbondatierung für chronologische Zwecke verwenden, deren Natur und Zweck nicht verstehen. Schauen wir uns das an.

Prinzipien der Radiokarbondatierung
William Frank Libby und Mitglieder seines Teams entwickelten in den 1950er Jahren die Prinzipien der Radiokarbondatierung. 1960 war ihre Arbeit abgeschlossen und im Dezember desselben Jahres wurde Libby für den Nobelpreis für Chemie nominiert. Einer der an seiner Nominierung beteiligten Wissenschaftler bemerkte:

„Selten ist es vorgekommen, dass eine Entdeckung auf dem Gebiet der Chemie einen solchen Einfluss hatte verschiedene Bereiche menschliches Wissen. Sehr selten hat eine einzelne Entdeckung ein so großes Interesse geweckt.“

Libby entdeckte, dass das instabile radioaktive Kohlenstoffisotop (C14) mit vorhersehbarer Geschwindigkeit in stabile Kohlenstoffisotope (C12 und C13) zerfällt. Alle drei Isotope kommen natürlicherweise in der Atmosphäre in den folgenden Anteilen vor; C12 – 98,89 %, C13 – 1,11 % und C14 – 0,00000000010 %.

Die stabilen Kohlenstoffisotope C12 und C13 wurden zusammen mit allen anderen Atomen, aus denen unser Planet besteht, vor sehr, sehr langer Zeit gebildet. Das C14-Isotop entsteht in mikroskopischen Mengen durch die tägliche Bombardierung der Sonnenatmosphäre durch kosmische Strahlung. Wenn kosmische Strahlung auf bestimmte Atome trifft, zerstören sie diese, wodurch die Neutronen dieser Atome in der Erdatmosphäre frei werden.

Das C14-Isotop entsteht, wenn eines dieser freien Neutronen mit dem Kern eines Stickstoffatoms verschmilzt. Somit ist Radiokohlenstoff ein „Frankenstein-Isotop“, eine Legierung verschiedener chemischer Elemente. Anschließend werden die mit konstanter Geschwindigkeit gebildeten C14-Atome oxidiert und gelangen über den Prozess der Photosynthese und die natürliche Nahrungskette in die Biosphäre.

In den Organismen aller Lebewesen entspricht das Verhältnis der C12- und C14-Isotope dem atmosphärischen Verhältnis dieser Isotope in ihrer geografischen Region und wird durch die Geschwindigkeit ihres Stoffwechsels aufrechterhalten. Nach dem Tod hören Organismen jedoch auf, Kohlenstoff anzusammeln, und das Verhalten des C14-Isotops wird ab diesem Zeitpunkt interessant. Libby fand heraus, dass die Halbwertszeit von C14 5568 Jahre betrug; Nach weiteren 5568 Jahren zerfällt die Hälfte der verbliebenen Atome des Isotops.

Da das anfängliche Verhältnis von C12- zu C14-Isotopen eine geologische Konstante ist, kann das Alter einer Probe durch Messung der Menge an restlichen C14-Isotopen bestimmt werden. Wenn beispielsweise in der Probe eine anfängliche Menge an C14 vorhanden ist, wird das Todesdatum des Organismus durch zwei Halbwertszeiten (5568 + 5568) bestimmt, was einem Alter von 10.146 Jahren entspricht.

Dies ist das Grundprinzip der Radiokarbondatierung als archäologisches Instrument. Radiokohlenstoff wird in die Biosphäre aufgenommen; Mit dem Tod des Organismus hört es auf, sich anzusammeln, und zerfällt mit einer bestimmten, messbaren Geschwindigkeit.

Mit anderen Worten: Das C14/C12-Verhältnis nimmt allmählich ab. So erhalten wir eine „Uhr“, die ab dem Moment des Todes eines Lebewesens zu ticken beginnt. Anscheinend funktioniert diese Uhr nur bei Leichen, die einst Lebewesen waren. Sie können beispielsweise nicht zur Bestimmung des Alters von Vulkangesteinen verwendet werden.

Die Zerfallsrate von C14 ist so hoch, dass die Hälfte dieses Stoffes innerhalb von 5730 ± 40 Jahren wieder in N14 umgewandelt wird. Dies ist die sogenannte „Halbwertszeit“. Nach zwei Halbwertszeiten, also 11.460 Jahren, bleibt nur noch ein Viertel der ursprünglichen Menge übrig. Wenn also das C14/C12-Verhältnis in einer Probe ein Viertel des Verhältnisses moderner lebender Organismen beträgt, ist die Probe theoretisch 11.460 Jahre alt. Es ist theoretisch unmöglich, das Alter von Objekten, die älter als 50.000 Jahre sind, mit der Radiokarbonmethode zu bestimmen. Daher kann die Radiokarbondatierung kein Alter von Millionen Jahren anzeigen. Enthält die Probe C14, deutet dies bereits auf ihr Alter hin weniger Millionen Jahre.

Allerdings ist nicht alles so einfach. Erstens absorbieren Pflanzen Kohlendioxid, das C14 enthält, schlechter. Folglich reichern sie weniger davon an als erwartet und erscheinen daher bei der Untersuchung älter, als sie tatsächlich sind. Außerdem, verschiedene Pflanzen C14 wird unterschiedlich aufgenommen und sollte berücksichtigt werden.2

Zweitens war das C14/C12-Verhältnis in der Atmosphäre nicht immer konstant – es nahm beispielsweise mit Beginn des Industriezeitalters ab, als bei der Verbrennung großer Mengen fossiler Brennstoffe eine Menge Kohlendioxid freigesetzt wurde, das an C14 abgereichert war. Dementsprechend erscheinen Organismen, die in diesem Zeitraum starben, bei der Radiokarbondatierung älter. Dann kam es in den 1950er Jahren zu einem Anstieg von C14O 2 im Zusammenhang mit oberirdischen Atomtests3, was dazu führte, dass Organismen, die in dieser Zeit starben, jünger erschienen, als sie tatsächlich waren.

Messungen des C14-Gehalts in Objekten, deren Alter von Historikern genau bestimmt wurde (z. B. Getreide in Gräbern mit Angabe des Bestattungsdatums), ermöglichen eine Abschätzung des C14-Gehalts in der Atmosphäre zu diesem Zeitpunkt und damit teilweise „Korrigieren Sie die Uhr“ der Radiokarbon-„Uhr“. Dementsprechend kann eine Radiokarbondatierung, die unter Berücksichtigung historischer Daten durchgeführt wird, sehr fruchtbare Ergebnisse liefern. Allerdings halten Archäologen die mit der Radiokarbonmethode ermittelten Daten aufgrund häufiger Anomalien trotz dieser „historischen Situation“ nicht für absolut. Sie stützen sich eher auf Datierungsmethoden im Zusammenhang mit historischen Aufzeichnungen.

Außerhalb historischer Daten ist ein „Tuning“ der C14-„Uhr“ nicht möglich

Im Labor
Angesichts all dieser unwiderlegbaren Fakten ist es äußerst seltsam, die folgende Aussage in der Zeitschrift Radiocarbon (die die Ergebnisse von Radiokarbonstudien auf der ganzen Welt veröffentlicht) zu lesen:

„Sechs renommierte Labore führten 18 Altersanalysen an Holz aus Shelford in Cheshire durch. Schätzungen reichen von 26.200 bis 60.000 Jahren (vor der Gegenwart), mit einer Spanne von 34.600 Jahren.

Hier ist noch eine Tatsache: Obwohl die Theorie der Radiokarbondatierung überzeugend klingt, kommen menschliche Faktoren ins Spiel, wenn ihre Prinzipien auf Laborproben angewendet werden. Dies führt zu Fehlern, teilweise zu sehr erheblichen. Darüber hinaus sind Laborproben durch Hintergrundstrahlung kontaminiert, wodurch sich der gemessene Restgehalt an C14 verändert.

Wie Renfrew 1973 und Taylor 1986 betonten, beruht die Radiokarbondatierung auf einer Reihe unbegründeter Annahmen, die Libby während der Entwicklung seiner Theorie gemacht hat. Beispielsweise wurde in den letzten Jahren viel über die angebliche Halbwertszeit von C14 von 5.568 Jahren diskutiert. Heute sind sich die meisten Wissenschaftler darin einig, dass Libby falsch lag und dass die Halbwertszeit von C14 tatsächlich etwa 5.730 Jahre beträgt. Die Diskrepanz von 162 Jahren wird deutlich, wenn man Proben von vor Tausenden von Jahren datiert.

Doch mit dem Nobelpreis für Chemie gewann Libby volles Vertrauen in sein neues System. Seine Radiokarbondatierung archäologischer Proben aus Antikes Ägypten waren bereits datiert, weil die alten Ägypter auf ihre Chronologie achteten. Leider ergab die Radiokarbonanalyse ein zu niedriges Alter, teilweise 800 Jahre jünger als laut historischer Chronik. Doch Libby kam zu einem verblüffenden Schluss:

„Die Verteilung der Daten zeigt, dass die historischen Daten des alten Ägypten vor dem Beginn des zweiten Jahrtausends v. Chr. zu hoch angesetzt sind und möglicherweise 500 Jahre älter sind als die tatsächlichen Daten zu Beginn des dritten Jahrtausends v. Chr.“

Dies ist ein klassischer Fall von wissenschaftlichem Hochmut und einem blinden, fast religiösen Glauben an die Überlegenheit wissenschaftlicher Methoden gegenüber archäologischen. Libby hatte Unrecht; die Radiokarbondatierung hatte versagt. Dieses Problem wurde mittlerweile gelöst, doch der selbsternannte Ruf der Kohlenstoffdatierung übertrifft immer noch ihre Zuverlässigkeit.

Meine Forschung zeigt, dass es bei der Radiokarbondatierung zwei gravierende Probleme gibt, die auch heute noch zu großen Missverständnissen führen können. Dabei handelt es sich um (1) Kontamination der Proben und (2) Veränderungen des atmosphärischen C14-Gehalts über geologische Epochen.

Standards für die Radiokarbondatierung.

Der Wert des Standards, der bei der Berechnung des Radiokohlenstoffalters einer Probe verwendet wird, wirkt sich direkt auf den resultierenden Wert aus. Basierend auf den Ergebnissen einer detaillierten Analyse der veröffentlichten Literatur wurde festgestellt, dass bei der Radiokarbondatierung mehrere Standards verwendet wurden. Die bekanntesten davon sind der Anderson-Standard (12,5 dpm/g), der Libby-Standard (15,3 dpm/g) und der moderne Standard (13,56 dpm/g).

Dating mit dem Boot des Pharaos.

Das Holz des Bootes des Pharaos Sesostris III. wurde anhand von drei Standards mit Radiokarbon datiert. Bei der Datierung von Holz im Jahr 1949 wurde basierend auf dem Standard (12,5 dpm/g) ein Radiokohlenstoffalter von 3700 +/- 50 BP-Jahren ermittelt. Libby datierte das Holz später anhand des Standards (15,3 dpm/g). Das Radiokohlenstoffzeitalter hat sich nicht verändert. Im Jahr 1955 datierte Libby das Holz des Bootes anhand des Standards (15,3 dpm/g) neu und ermittelte ein Radiokarbonalter von 3621 +/- 180 BP-Jahren. Bei der Datierung des Holzes des Bootes im Jahr 1970 wurde der Standard (13,56 dpm/g) verwendet. Das Radiokarbonalter blieb nahezu unverändert und betrug 3640 BP Jahre. Die von uns bereitgestellten Fakten zur Datierung des Bootes des Pharaos können über die entsprechenden Links zu wissenschaftlichen Publikationen überprüft werden.

Preisproblem.

Erhalten fast das gleiche Radiokohlenstoffalter des Holzes des Bootes des Pharaos: 3621-3700 BP Jahre basierend auf Anwendung von drei Standards, deren Werte sich erheblich unterscheiden, ist physikalisch unmöglich. Die Verwendung des Standards (15,3 dpm/g) erhöht automatisch das Alter der datierten Probe um 998 Jahre im Vergleich zum Standard (13,56 dpm/g) und um 1668 Jahre im Vergleich zum Standard (12,5 dpm/g). Aus dieser Situation gibt es nur zwei Auswege. Anerkennung, dass:

Bei der Datierung des Holzes des Bootes von Pharao Sesostris III. wurden Manipulationen mit Standards vorgenommen (das Holz wurde entgegen den Angaben nach demselben Standard datiert);

Zauberboot des Pharaos Sesostris III.

Abschluss.

Die Essenz der betrachteten Phänomene, sogenannte Manipulationen, wird in einem Wort ausgedrückt – Fälschung.

Nach dem Tod bleibt der C12-Gehalt konstant, der C14-Gehalt nimmt jedoch ab

Probenkontamination
Mary Levine erklärt:

„Kontamination ist das Vorhandensein von organischem Material fremden Ursprungs in einer Probe, das nicht mit dem Probenmaterial gebildet wurde.“

Auf vielen Fotos frühe Periode Die Radiokarbondatierung zeigt Wissenschaftler, die beim Sammeln oder Verarbeiten von Proben Zigaretten rauchen. Nicht allzu schlau von denen! Wie Renfrew betont: „Tropfen Sie eine Prise Asche auf Ihre Proben, während diese für die Analyse vorbereitet werden, und Sie erhalten das Radiokohlenstoffalter des Tabaks, aus dem Ihre Zigarette hergestellt wurde.“

Obwohl eine solche methodische Inkompetenz heute als inakzeptabel gilt, leiden archäologische Proben immer noch unter Kontaminationen. Bekannte Arten Schadstoffe und ihre Bekämpfung werden in einem Artikel von Taylor (1987) erörtert. Er unterteilt Schadstoffe in vier Hauptkategorien: 1) physikalisch entfernbar, 2) säurelöslich, 3) alkalilöslich, 4) lösungsmittellöslich. Alle diese Verunreinigungen haben, wenn sie nicht beseitigt werden, großen Einfluss auf die Laborbestimmung des Alters der Probe.

H. E. Gove, einer der Erfinder der Beschleuniger-Massenspektrometrie-Methode (AMS), datierte das Turiner Grabtuch mit Radiokarbon. Er kam zu dem Schluss, dass die zur Herstellung des Leichentuchs verwendeten Stofffasern auf das Jahr 1325 zurückgehen.

Obwohl Gove und seine Kollegen von der Echtheit ihrer Entscheidung ziemlich überzeugt sind, halten viele aus offensichtlichen Gründen das Alter des Turiner Grabtuchs für viel respektabler. Gove und seine Mitarbeiter gaben allen Kritikern eine angemessene Antwort, und wenn ich eine Wahl treffen müsste, würde ich sagen, dass die wissenschaftliche Datierung des Turiner Grabtuchs höchstwahrscheinlich korrekt ist. Aber wie dem auch sei, der Sturm der Kritik, der dieses spezielle Projekt erfasst hat, zeigt, wie kostspielig ein Fehler bei der Kohlenstoffdatierung sein kann und wie misstrauisch einige Wissenschaftler dieser Methode gegenüberstehen.

Es wurde argumentiert, dass die Proben möglicherweise durch jüngeren organischen Kohlenstoff kontaminiert waren; Reinigungsmethoden könnten Spuren moderner Verunreinigungen übersehen haben. Das stellt Robert Hedges von der Universität Oxford fest

„Ein kleiner systematischer Fehler kann nicht völlig ausgeschlossen werden.“

Ich frage mich, ob er die Diskrepanz in den Daten, die verschiedene Labore an der Shelford-Holzprobe erhalten haben, als „kleinen systematischen Fehler“ bezeichnen würde? Scheint es nicht so, als würden wir uns wieder einmal von der wissenschaftlichen Rhetorik täuschen lassen und glauben, dass bestehende Methoden perfekt seien?

Leoncio Garza-Valdez vertritt sicherlich diese Meinung in Bezug auf die Datierung des Turiner Grabtuchs. Alle alten Gewebe sind aufgrund der bakteriellen Aktivität mit einem Biokunststofffilm bedeckt, der laut Garza-Valdez den Radiokohlenstoffanalysator verwirrt. Tatsächlich könnte das Grabtuch von Turin durchaus 2000 Jahre alt sein, da seine Radiokarbondatierung nicht als endgültig angesehen werden kann. Weitere Forschung ist erforderlich. Es ist interessant festzustellen, dass Gove (obwohl er mit Garza-Valdez nicht einverstanden ist) zustimmt, dass solche Kritik neue Forschungen rechtfertigt.

Radiokohlenstoffkreislauf (14C) in der Atmosphäre, Hydrosphäre und Biosphäre der Erde

Stufe C14 in der Erdatmosphäre
Gemäß Libbys „Gleichzeitigkeitsprinzip“ ist der C14-Gehalt in jeder geografischen Region im Laufe der Erdgeschichte konstant. Diese Prämisse war für die Zuverlässigkeit der Radiokarbondatierung in ihrer frühen Entwicklung von entscheidender Bedeutung. Um die restlichen C14-Werte zuverlässig messen zu können, müssen Sie wissen, wie viel dieses Isotops zum Zeitpunkt des Todes im Körper vorhanden war. Doch diese Prämisse ist laut Renfrew falsch:

„Mittlerweile ist jedoch bekannt, dass das Verhältnis von Radiokohlenstoff zu gewöhnlichem C12 im Laufe der Zeit nicht konstant blieb und dass die Abweichungen vor 1000 v. Chr. so groß waren, dass Radiokohlenstoffdaten deutlich von der Realität abweichen können.“

Dendrologische Untersuchungen (die Untersuchung von Baumringen) zeigen überzeugend, dass der C14-Gehalt in der Erdatmosphäre in den letzten 8.000 Jahren erheblichen Schwankungen unterworfen war. Das bedeutet, dass Libby eine falsche Konstante gewählt hat und seine Forschung auf falschen Annahmen beruhte.

Die Colorado-Kiefer, die in den südwestlichen Regionen der Vereinigten Staaten wächst, kann mehrere tausend Jahre alt sein. Einige heute noch lebende Bäume wurden vor 4.000 Jahren geboren. Darüber hinaus ist es mithilfe von Baumstämmen, die an den Orten gesammelt wurden, an denen diese Bäume wuchsen, möglich, die Baumringaufzeichnung um weitere 4.000 Jahre zu verlängern. Andere langlebige Bäume, die für die dendrologische Forschung nützlich sind, sind Eiche und Kalifornischer Mammutbaum.

Wie Sie wissen, wächst jedes Jahr ein neuer Wachstumsring auf einem Schnitt eines lebenden Baumstamms. Durch das Zählen der Jahresringe können Sie das Alter des Baumes ermitteln. Es ist logisch anzunehmen, dass der C14-Gehalt in einem 6000 Jahre alten Baumring dem C14-Gehalt in der modernen Atmosphäre ähnelt. Aber das ist nicht so.

So zeigte die Analyse von Baumringen, dass der C14-Gehalt in der Erdatmosphäre vor 6.000 Jahren deutlich höher war als heute. Dementsprechend stellte sich heraus, dass Radiokarbonproben aus diesem Alter deutlich jünger waren, als sie tatsächlich waren, basierend auf dendrologischen Analysen. Dank der Arbeit von Hans Suisse wurden Diagramme zur Korrektur des C14-Pegels erstellt, um dessen Schwankungen in der Atmosphäre über verschiedene Zeiträume hinweg auszugleichen. Allerdings verringerte sich dadurch die Zuverlässigkeit der Radiokarbondatierung von Proben, die älter als 8.000 Jahre waren, erheblich. Vor diesem Datum liegen uns einfach keine Daten über den Radiokohlenstoffgehalt der Atmosphäre vor.

Beschleuniger-Massenspektrometer an der University of Arizona (Tucson, Arizona, USA), hergestellt von National Electrostatics Corporation: a – Diagramm, b – Bedienfeld und C¯-Ionenquelle, c – Beschleunigertank, d – Kohlenstoffisotopendetektor. Foto von J.S. Burra

Wenn das ermittelte „Alter“ vom erwarteten abweicht, finden Forscher schnell einen Grund, das Datierungsergebnis für ungültig zu erklären. Die weitverbreitete Verbreitung dieser nachträglichen Beweise zeigt, dass die radiometrische Datierung ernsthafte Probleme mit sich bringt. Woodmorappe nennt Hunderte von Beispielen für die Tricks, auf die Forscher zurückgreifen, wenn sie versuchen, „unangemessene“ Alterswerte zu erklären.

Daher haben Wissenschaftler das Alter fossiler Überreste revidiert Australopithecus ramidus. 9 Den meisten Basaltproben, die den Schichten, in denen diese Fossilien gefunden wurden, am nächsten liegen, wurde ein Argon-Argon-Alter von etwa 23 Millionen Jahren zugewiesen. Die Autoren entschieden, dass diese Zahl „zu hoch“ sei, basierend auf ihrem Verständnis der Stellung der Fossilien im globalen Evolutionsschema. Sie untersuchten Basalt, der sich abseits der Fossilien befand, und kamen durch die Auswahl von 17 von 26 Proben auf ein akzeptables Höchstalter von 4,4 Millionen Jahren. Die restlichen neun Proben zeigten wiederum ein deutlich höheres Alter, doch die Experimentatoren kamen zu dem Schluss, dass die Ursache auf eine Kontamination des Gesteins zurückzuführen sei, und verwarfen diese Daten. Somit werden radiometrische Datierungsmethoden maßgeblich von der in wissenschaftlichen Kreisen vorherrschenden Weltanschauung der „langen Epochen“ beeinflusst.

Eine ähnliche Geschichte ist mit der Bestimmung des Alters eines Primatenschädels verbunden (dieser Schädel ist als Exemplar KNM-ER 1470 bekannt).10, 11 Das ursprüngliche Ergebnis war 212–230 Millionen Jahre, was basierend auf Fossilien, Die Aussage erwies sich als falsch („zu dieser Zeit gab es keine Menschen“), woraufhin Versuche unternommen wurden, das Alter der Vulkangesteine ​​in dieser Region zu bestimmen. Einige Jahre später, nach der Veröffentlichung verschiedener Forschungsergebnisse, „einigten“ sie sich auf die Zahl von 2,9 Millionen Jahren (obwohl diese Studien auch die Trennung der „guten“ von den „schlechten“ Ergebnissen beinhalteten – wie im Fall von). Australopithecus ramidus).

Basierend auf vorgefassten Vorstellungen über die menschliche Evolution konnten sich Forscher nicht mit der Idee abfinden, dass der Schädel 1470 "so alt." Nach der Untersuchung von Schweinefossilien in Afrika glaubten Anthropologen sofort, dass es sich um einen Schädel handelte 1470 eigentlich viel jünger. Nachdem sich die wissenschaftliche Gemeinschaft in dieser Meinung etabliert hatte, reduzierten weitere Gesteinsstudien das radiometrische Alter dieses Schädels weiter – auf 1,9 Millionen Jahre – und es wurden erneut Daten gefunden, die „bestätigten“. ein anderer Nummer. Dies ist das „radiometrische Dating-Spiel“ ...

Wir behaupten nicht, dass Evolutionisten sich verschworen hätten, um alle Daten an das für sie bequemste Ergebnis anzupassen. Normalerweise ist das natürlich nicht der Fall. Das Problem ist ein anderes: Alle Beobachtungsdaten müssen dem vorherrschenden Paradigma in der Wissenschaft entsprechen. Dieses Paradigma – oder besser gesagt der Glaube an eine Millionen Jahre dauernde Evolution vom Molekül zum Menschen – ist so fest im Geist verankert, dass sich niemand erlaubt, es in Frage zu stellen; im Gegenteil, sie sprechen von der „Tatsache“ der Evolution. Unter diesem Paradigma ist es so muss passen absolut alle Beobachtungen. Dies hat zur Folge, dass Forscher, die in der Öffentlichkeit als „objektive und unvoreingenommene Wissenschaftler“ erscheinen, unbewusst Beobachtungen auswählen, die mit dem Glauben an die Evolution vereinbar sind.

Wir dürfen nicht vergessen, dass die Vergangenheit für die normale experimentelle Forschung (eine Reihe von Experimenten, die in der Gegenwart durchgeführt werden) unzugänglich ist. Wissenschaftler können nicht mit Ereignissen experimentieren, die einmal stattgefunden haben. Es wird nicht das Alter der Gesteine ​​gemessen – es werden die Konzentrationen der Isotope gemessen, und diese können mit hoher Genauigkeit gemessen werden. Aber „Alter“ wird unter Berücksichtigung von Annahmen über die Vergangenheit bestimmt, die nicht bewiesen werden können.

Wir müssen uns immer an Gottes Worte an Hiob erinnern: „Wo warst du, als ich den Grundstein für die Erde legte?“(Hiob 38:4).

Wer sich mit ungeschriebener Geschichte beschäftigt, sammelt Informationen in der Gegenwart und versucht so, die Vergangenheit zu rekonstruieren. Gleichzeitig sind die Anforderungen an die Evidenz deutlich geringer als in empirischen Wissenschaften wie Physik, Chemie, Molekularbiologie, Physiologie etc.

Wilhelm ( Williams), ein Spezialist für die Umwandlung radioaktiver Elemente in der Umwelt, identifizierte 17 Mängel in Isotopendatierungsmethoden (die Ergebnisse dieser Datierung führten zur Veröffentlichung von drei sehr angesehenen Werken, die es ermöglichten, das Alter der Erde auf etwa 4,6 Milliarden Jahre).12 John Woodmorappe kritisiert diese Datierungsmethoden scharf8 und deckt Hunderte damit verbundene Mythen auf. Er argumentiert überzeugend, dass die wenigen „guten“ Ergebnisse, die nach dem Herausfiltern der „schlechten“ Daten übrig bleiben, leicht durch einen glücklichen Zufall erklärt werden können.

„Welches Alter bevorzugen Sie?“

In Fragebögen, die von Radioisotopenlabors angeboten werden, wird in der Regel gefragt: „Wie alt sollte diese Probe Ihrer Meinung nach sein?“ Aber was ist diese Frage? Es wäre nicht nötig, wenn Dating-Techniken absolut zuverlässig und objektiv wären. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass Labore sich der Häufigkeit anomaler Ergebnisse bewusst sind und daher versuchen herauszufinden, wie „gut“ die Daten sind, die sie erhalten.

Testen radiometrischer Datierungsmethoden

Wenn radiometrische Datierungsmethoden das Alter von Gesteinen wirklich objektiv bestimmen könnten, würden sie auch in Situationen funktionieren, in denen wir das genaue Alter kennen; Darüber hinaus würden unterschiedliche Methoden konsistente Ergebnisse liefern.

Datierungsmethoden müssen zuverlässige Ergebnisse für Objekte bekannten Alters liefern

Es gibt eine Reihe von Beispielen, bei denen radiometrische Datierungsmethoden das Alter von Gesteinen falsch ermittelten (dieses Alter war im Voraus genau bekannt). Ein solches Beispiel ist die Kalium-Argon-Datierung von fünf andesitischen Lavaströmen vom Mount Ngauruhoe in Neuseeland. Obwohl bekannt war, dass die Lava einmal im Jahr 1949, dreimal im Jahr 1954 und noch einmal im Jahr 1975 floss, lag das „ermittelte Alter“ zwischen 0,27 und 3,5 Millionen Jahren.

Dieselbe retrospektive Methode führte zu folgender Erklärung: Als das Gestein aushärtete, blieb aufgrund von Magma (geschmolzenes Gestein) „zu viel“ Argon darin zurück. Die säkulare wissenschaftliche Literatur liefert zahlreiche Beispiele dafür, wie überschüssiges Argon bei der Datierung von Gesteinen mit bekanntem historischen Alter zu „zusätzlichen Millionen Jahren“ führt.14 Die Quelle des überschüssigen Argons scheint zu sein Oberer Teil der Erdmantel, der sich direkt unter der Erdkruste befindet. Dies steht im Einklang mit der Theorie der „jungen Erde“ – das Argon hatte zu wenig Zeit, es hatte einfach keine Zeit, freigesetzt zu werden. Aber wenn ein Überschuss an Argon zu solch eklatanten Fehlern bei der Datierung von Gesteinen führte? berühmt Alter, warum sollten wir der gleichen Methode vertrauen, wenn wir Gesteine ​​datieren, deren Alter? Unbekannt?!

Andere Methoden – insbesondere die Verwendung von Isochronen – beinhalten verschiedene Hypothesen über Anfangsbedingungen; Doch Wissenschaftler sind zunehmend davon überzeugt, dass selbst solche „zuverlässigen“ Methoden auch zu „schlechten“ Ergebnissen führen. Auch hier basiert die Auswahl der Daten auf der Annahme des Forschers über das Alter einer bestimmten Rasse.

Steve Austin (Steve Austin), ein Geologe, entnahm Basaltproben aus den unteren Schichten des Grand Canyon und aus Lavaströmen am Rand des Canyons.17 Nach evolutionärer Logik sollte der Basalt am Rand des Canyons eine Milliarde Jahre jünger sein als der Basalt in der Tiefe. Eine Standard-Laborisotopenanalyse mittels Rubidium-Strontium-Isochrondatierung zeigte, dass der Lavastrom vor 270 Millionen Jahren relativ neu war. älter Basalt aus den Tiefen des Grand Canyon – was natürlich absolut unmöglich ist!

Methodische Probleme

Libbys Idee basierte zunächst auf folgenden Hypothesen:

1. 14C entsteht in den oberen Schichten der Atmosphäre unter dem Einfluss kosmischer Strahlung, vermischt sich dann in der Atmosphäre und wird Teil von Kohlendioxid. Darüber hinaus ist der Anteil von 14C in der Atmosphäre trotz der Heterogenität der Atmosphäre selbst und des Isotopenzerfalls konstant und unabhängig von Zeit und Ort.
2. Die Geschwindigkeit des radioaktiven Zerfalls ist eine Konstante, gemessen an einer Halbwertszeit von 5568 Jahren (man geht davon aus, dass in dieser Zeit die Hälfte der 14C-Isotope in 14N umgewandelt wird).
3. Tierische und pflanzliche Organismen bauen ihren Körper aus Kohlendioxid auf, das der Atmosphäre entzogen wird, und lebende Zellen enthalten den gleichen Prozentsatz des 14C-Isotops, der in der Atmosphäre vorkommt.
4. Beim Tod eines Organismus verlassen seine Zellen den Kohlenstoffstoffwechselzyklus, aber Atome des 14C-Isotops wandeln sich gemäß dem Exponentialgesetz des radioaktiven Zerfalls weiterhin in Atome des stabilen 12C-Isotops um, was es uns ermöglicht, die verstrichene Zeit zu berechnen seit dem Tod des Organismus. Diese Zeit wird als „Radiokarbon-Alter“ (oder kurz „RU-Alter“) bezeichnet.

Als sich das Material anhäufte, gab es Gegenbeispiele für diese Theorie: Die Analyse kürzlich verstorbener Organismen ergibt manchmal ein sehr altes Alter, oder umgekehrt enthält eine Probe eine so große Menge eines Isotops, dass Berechnungen ein negatives RU-Alter ergeben. Einige offensichtlich antike Objekte hatten ein junges RU-Alter (solche Artefakte wurden als späte Fälschungen deklariert). Als Ergebnis stellte sich heraus, dass das RU-Alter nicht immer mit dem wahren Alter übereinstimmt, wenn das wahre Alter überprüft werden kann. Solche Tatsachen lassen berechtigte Zweifel aufkommen, wenn die Röntgenmethode zur Datierung organischer Objekte unbekannten Alters verwendet wird und die Röntgendatierung nicht überprüft werden kann. Fälle fehlerhafter Altersbestimmung werden durch die folgenden bekannten Mängel von Libbys Theorie erklärt (diese und andere Faktoren werden im Buch von M. M. Postnikov analysiert). „Eine kritische Studie der Chronologie der Antike, in 3 Bänden“, - M.: Kraft+Lean, 2000, in Band 1, S. 311-318, geschrieben 1978):

1. Variabilität des Anteils von 14C in der Atmosphäre. Der 14C-Gehalt hängt vom kosmischen Faktor (der Intensität der Sonnenstrahlung) und dem terrestrischen Faktor (dem Eintritt von „altem“ Kohlenstoff in die Atmosphäre aufgrund der Verbrennung und des Zerfalls alter organischer Materie, der Entstehung neuer Radioaktivitätsquellen usw. ab Schwankungen im Erdmagnetfeld). Eine Änderung dieses Parameters um 20 % führt zu einem Fehler im RU-Alter von fast zweitausend Jahren.
2. Eine gleichmäßige Verteilung von 14C in der Atmosphäre ist nicht nachgewiesen. Die Geschwindigkeit der atmosphärischen Vermischung schließt die Möglichkeit erheblicher Unterschiede im 14C-Gehalt in verschiedenen geografischen Regionen nicht aus.
3. Die Geschwindigkeit des radioaktiven Zerfalls von Isotopen kann möglicherweise nicht genau bestimmt werden. Seit der Zeit von Libby hat sich die Halbwertszeit von 14C laut offiziellen Nachschlagewerken also um hundert Jahre, also um ein paar Prozent, „verändert“ (dies entspricht einer Änderung des RU-Alters von einem und ein halbes Jahrhundert). Es wird vermutet, dass der Halbwertszeitwert erheblich (innerhalb weniger Prozent) von den Experimenten abhängt, in denen er bestimmt wird.
4. Kohlenstoffisotope sind nicht vollständig gleichwertig Zellmembranen können sie selektiv nutzen: Manche nehmen 14C auf, manche wiederum meiden es. Da der Anteil von 14C vernachlässigbar ist (ein Atom 14C gegenüber 10 Milliarden Atomen 12C), führt selbst eine geringe Isotopenselektivität einer Zelle zu einer großen Änderung des RU-Alters (eine Schwankung von 10 % führt zu einem Fehler von etwa 600 Jahren). .
5. Nach dem Tod eines Organismus verlassen seine Gewebe nicht unbedingt den Kohlenstoffstoffwechsel , an Zerfalls- und Diffusionsprozessen beteiligt.
6. Der 14C-Gehalt eines Artikels ist möglicherweise nicht einheitlich. Seit Libbys Zeiten sind Radiokarbonphysiker bei der Bestimmung des Isotopengehalts einer Probe sehr präzise geworden; Sie behaupten sogar, dass sie einzelne Atome des Isotops zählen können. Natürlich ist eine solche Berechnung nur für eine kleine Stichprobe möglich, aber in diesem Fall stellt sich die Frage: Wie genau repräsentiert diese kleine Stichprobe das gesamte Objekt? Wie einheitlich ist der Isotopengehalt darin? Denn Fehler von wenigen Prozent führen zu jahrhundertelangen Veränderungen im RU-Zeitalter.

Zusammenfassung
Die Radiokarbondatierung ist eine sich weiterentwickelnde wissenschaftliche Methode. In jedem Stadium seiner Entwicklung unterstützten die Wissenschaftler jedoch bedingungslos seine allgemeine Zuverlässigkeit und verstummten erst, nachdem sie es identifiziert hatten schwerwiegende Fehler in den Schätzungen oder in der Analysemethode selbst. Angesichts der Vielzahl an Variablen, die ein Wissenschaftler berücksichtigen muss, sollten die Fehler nicht überraschen: atmosphärische Schwankungen, Hintergrundstrahlung, Bakterienwachstum, Umweltverschmutzung und menschliches Versagen.

Als Teil einer repräsentativen archäologischen Untersuchung bleibt die Radiokarbondatierung von größter Bedeutung; Es muss lediglich in eine kulturelle und historische Perspektive gestellt werden. Hat ein Wissenschaftler das Recht, widersprüchliche archäologische Beweise abzuwerten, nur weil seine Kohlenstoffdatierung auf ein anderes Alter hinweist? Das ist gefährlich. Tatsächlich unterstützten viele Ägyptologen Libbys Vorschlag, dass die Chronologie des Alten Reiches falsch sei, weil sie „wissenschaftlich bewiesen“ sei. Libby hatte tatsächlich Unrecht.

Die Radiokarbondatierung ist als Ergänzung zu anderen Daten nützlich, und darin liegt ihre Stärke. Aber bis der Tag kommt, an dem alle Variablen unter Kontrolle sind und alle Fehler beseitigt sind, wird die Radiokarbondatierung nicht das letzte Wort über archäologische Stätten haben.
Quellen
Kapitel aus dem Buch von K. Ham, D. Sarfati, K. Wieland, hrsg. D. Batten
Graham Hancock: . M., 2006. S. 692-707.

Alles, was uns aus dem Heidentum überliefert ist, ist in dichten Nebel gehüllt; es gehört zu dem Belastungsintervall, das wir nicht messen können. Wir wissen, dass es älter ist als das Christentum, aber um zwei Jahre, zweihundert Jahre oder ein ganzes Jahrtausend – hier können wir nur raten. Rasmus Nierup, 1806.

Viele von uns haben Angst vor der Wissenschaft. Ein Beispiel für ein solches Phänomen ist die Radiokarbondatierung als eines der Ergebnisse der Entwicklung der Kernphysik. Diese Methode hat wichtige Auswirkungen auf verschiedene und unabhängige wissenschaftliche Disziplinen wie Hydrologie, Geologie, Atmosphärenwissenschaften und Archäologie. Allerdings überlassen wir das Verständnis der Prinzipien der Radiokarbondatierung den wissenschaftlichen Experten und akzeptieren ihre Schlussfolgerungen blind aus Respekt vor der Genauigkeit ihrer Ausrüstung und Bewunderung für ihre Intelligenz.

Tatsächlich sind die Prinzipien der Radiokarbondatierung erstaunlich einfach und leicht zugänglich. Darüber hinaus ist die Vorstellung von der Kohlenstoffdatierung als „exakte Wissenschaft“ irreführend, und in Wahrheit vertreten nur wenige Wissenschaftler diese Meinung. Das Problem besteht darin, dass Vertreter vieler Disziplinen, die die Radiokarbondatierung für chronologische Zwecke verwenden, deren Natur und Zweck nicht verstehen. Schauen wir uns das an.

Prinzipien der Radiokarbondatierung
William Frank Libby und Mitglieder seines Teams entwickelten in den 1950er Jahren die Prinzipien der Radiokarbondatierung. 1960 war ihre Arbeit abgeschlossen und im Dezember desselben Jahres wurde Libby für den Nobelpreis für Chemie nominiert. Einer der an seiner Nominierung beteiligten Wissenschaftler bemerkte:

„Es ist selten vorgekommen, dass eine Entdeckung auf dem Gebiet der Chemie einen solchen Einfluss auf verschiedene Bereiche des menschlichen Wissens hatte. Sehr selten hat eine einzelne Entdeckung ein so großes Interesse geweckt.“

Libby entdeckte, dass das instabile radioaktive Kohlenstoffisotop (C14) mit vorhersehbarer Geschwindigkeit in stabile Kohlenstoffisotope (C12 und C13) zerfällt. Alle drei Isotope kommen natürlicherweise in der Atmosphäre in den folgenden Anteilen vor; C12 – 98,89 %, C13 – 1,11 % und C14 – 0,00000000010 %.

Die stabilen Kohlenstoffisotope C12 und C13 wurden zusammen mit allen anderen Atomen, aus denen unser Planet besteht, vor sehr, sehr langer Zeit gebildet. Das C14-Isotop entsteht in mikroskopischen Mengen durch die tägliche Bombardierung der Sonnenatmosphäre durch kosmische Strahlung. Wenn kosmische Strahlung auf bestimmte Atome trifft, zerstören sie diese, wodurch die Neutronen dieser Atome in der Erdatmosphäre frei werden.

Das C14-Isotop entsteht, wenn eines dieser freien Neutronen mit dem Kern eines Stickstoffatoms verschmilzt. Somit ist Radiokohlenstoff ein „Frankenstein-Isotop“, eine Legierung verschiedener chemischer Elemente. Anschließend werden die mit konstanter Geschwindigkeit gebildeten C14-Atome oxidiert und gelangen über den Prozess der Photosynthese und die natürliche Nahrungskette in die Biosphäre.

In den Organismen aller Lebewesen entspricht das Verhältnis der C12- und C14-Isotope dem atmosphärischen Verhältnis dieser Isotope in ihrer geografischen Region und wird durch die Geschwindigkeit ihres Stoffwechsels aufrechterhalten. Nach dem Tod hören Organismen jedoch auf, Kohlenstoff anzusammeln, und das Verhalten des C14-Isotops wird ab diesem Zeitpunkt interessant. Libby fand heraus, dass die Halbwertszeit von C14 5568 Jahre betrug; Nach weiteren 5568 Jahren zerfällt die Hälfte der verbliebenen Atome des Isotops.

Da das anfängliche Verhältnis von C12- zu C14-Isotopen eine geologische Konstante ist, kann das Alter einer Probe durch Messung der Menge an restlichen C14-Isotopen bestimmt werden. Wenn beispielsweise in der Probe eine anfängliche Menge an C14 vorhanden ist, wird das Todesdatum des Organismus durch zwei Halbwertszeiten (5568 + 5568) bestimmt, was einem Alter von 10.146 Jahren entspricht.

Dies ist das Grundprinzip der Radiokarbondatierung als archäologisches Instrument. Radiokohlenstoff wird in die Biosphäre aufgenommen; Mit dem Tod des Organismus hört es auf, sich anzusammeln, und zerfällt mit einer bestimmten, messbaren Geschwindigkeit.

Mit anderen Worten, das C 14 / C 12-Verhältnis nimmt allmählich ab. So erhalten wir eine „Uhr“, die ab dem Moment des Todes eines Lebewesens zu ticken beginnt. Anscheinend funktioniert diese Uhr nur bei Leichen, die einst Lebewesen waren. Sie können beispielsweise nicht zur Bestimmung des Alters von Vulkangesteinen verwendet werden.

Die Zerfallsrate von C 14 ist so hoch, dass die Hälfte dieser Substanz innerhalb von 5730 ± 40 Jahren wieder in N 14 umgewandelt wird. Dies ist die sogenannte „Halbwertszeit“. Nach zwei Halbwertszeiten, also 11.460 Jahren, bleibt nur noch ein Viertel der ursprünglichen Menge übrig. Wenn also das C14/C12-Verhältnis in einer Probe ein Viertel des Verhältnisses moderner lebender Organismen beträgt, ist die Probe theoretisch 11.460 Jahre alt. Es ist theoretisch unmöglich, das Alter von Objekten, die älter als 50.000 Jahre sind, mit der Radiokarbonmethode zu bestimmen. Daher kann die Radiokarbondatierung kein Alter von Millionen Jahren anzeigen. Enthält die Probe C14, deutet dies bereits auf ihr Alter hin weniger Millionen Jahre.

Allerdings ist nicht alles so einfach. Erstens absorbieren Pflanzen Kohlendioxid, das C14 enthält, schlechter. Folglich reichern sie weniger davon an als erwartet und erscheinen daher bei der Untersuchung älter, als sie tatsächlich sind. Darüber hinaus assimilieren verschiedene Pflanzen C14 auf unterschiedliche Weise, und auch dies sollte berücksichtigt werden. 2

Zweitens war das C 14 / C 12-Verhältnis in der Atmosphäre nicht immer konstant – es nahm beispielsweise mit Beginn des Industriezeitalters ab, als durch die Verbrennung großer Mengen organischer Brennstoffe eine Menge Kohlendioxid abgebaut wurde C 14 wurde veröffentlicht. Dementsprechend erscheinen Organismen, die in diesem Zeitraum starben, bei der Radiokarbondatierung älter. Dann kam es in den 1950er Jahren zu einem Anstieg von C14O2 im Zusammenhang mit bodengestützten Atomtests. 3 Infolgedessen erschienen Organismen, die in diesem Zeitraum starben, jünger, als sie tatsächlich waren.

Messungen des C14-Gehalts in Objekten, deren Alter von Historikern genau bestimmt wurde (z. B. Getreide in Gräbern, die das Datum der Bestattung angeben), ermöglichen es, den C14-Gehalt in der Atmosphäre zu diesem Zeitpunkt abzuschätzen und damit das Alter teilweise zu „korrigieren“. Fortschritt“ der Radiokarbon-„Uhr“. Dementsprechend kann eine Radiokarbondatierung, die unter Berücksichtigung historischer Daten durchgeführt wird, sehr fruchtbare Ergebnisse liefern. Allerdings halten Archäologen die Radiokarbondaten aufgrund häufiger Anomalien trotz dieser „historischen Situation“ nicht für absolut. Sie stützen sich eher auf Datierungsmethoden im Zusammenhang mit historischen Aufzeichnungen.

Außerhalb historischer Daten ist das „Stellen“ der „Uhr“ ab 14 Uhr nicht möglich

Im Labor
Angesichts all dieser unwiderlegbaren Fakten ist es äußerst seltsam, die folgende Aussage in der Zeitschrift Radiocarbon (die die Ergebnisse von Radiokarbonstudien auf der ganzen Welt veröffentlicht) zu lesen:

„Sechs renommierte Labore führten 18 Altersanalysen an Holz aus Shelford in Cheshire durch. Schätzungen reichen von 26.200 bis 60.000 Jahren (vor der Gegenwart), mit einer Spanne von 34.600 Jahren.

Hier ist noch eine Tatsache: Obwohl die Theorie der Radiokarbondatierung überzeugend klingt, kommen menschliche Faktoren ins Spiel, wenn ihre Prinzipien auf Laborproben angewendet werden. Dies führt zu Fehlern, teilweise zu sehr erheblichen. Darüber hinaus sind Laborproben durch Hintergrundstrahlung kontaminiert, wodurch sich der gemessene Restgehalt an C14 verändert.

Wie Renfrew 1973 und Taylor 1986 betonten, beruht die Radiokarbondatierung auf einer Reihe unbegründeter Annahmen, die Libby während der Entwicklung seiner Theorie gemacht hat. Beispielsweise wurde in den letzten Jahren viel über die angebliche Halbwertszeit von C14 von 5.568 Jahren diskutiert. Heute sind sich die meisten Wissenschaftler darin einig, dass Libby falsch lag und dass die Halbwertszeit von C14 tatsächlich etwa 5.730 Jahre beträgt. Die Diskrepanz von 162 Jahren wird deutlich, wenn man Proben von vor Tausenden von Jahren datiert.

Doch mit dem Nobelpreis für Chemie gewann Libby volles Vertrauen in sein neues System. Seine Radiokarbondatierung archäologischer Proben aus dem alten Ägypten war bereits datiert, weil die alten Ägypter auf deren Chronologie achteten. Leider ergab die Radiokarbonanalyse ein zu niedriges Alter, teilweise 800 Jahre jünger als laut historischer Chronik. Doch Libby kam zu einem verblüffenden Schluss:

„Die Verteilung der Daten zeigt, dass die historischen Daten des alten Ägypten vor dem Beginn des zweiten Jahrtausends v. Chr. zu hoch angesetzt sind und möglicherweise 500 Jahre älter sind als die tatsächlichen Daten zu Beginn des dritten Jahrtausends v. Chr.“

Dies ist ein klassischer Fall von wissenschaftlichem Hochmut und einem blinden, fast religiösen Glauben an die Überlegenheit wissenschaftlicher Methoden gegenüber archäologischen. Libby hatte Unrecht; die Radiokarbondatierung hatte versagt. Dieses Problem wurde mittlerweile gelöst, doch der selbsternannte Ruf der Kohlenstoffdatierung übertrifft immer noch ihre Zuverlässigkeit.

Meine Forschung zeigt, dass es bei der Radiokarbondatierung zwei gravierende Probleme gibt, die auch heute noch zu großen Missverständnissen führen können. Dabei handelt es sich um (1) Kontamination der Proben und (2) Veränderungen des atmosphärischen C14-Gehalts über geologische Epochen.

Standards für die Radiokarbondatierung.

Der Wert des Standards, der bei der Berechnung des Radiokohlenstoffalters einer Probe verwendet wird, wirkt sich direkt auf den resultierenden Wert aus. Basierend auf den Ergebnissen einer detaillierten Analyse der veröffentlichten Literatur wurde festgestellt, dass bei der Radiokarbondatierung mehrere Standards verwendet wurden. Die bekanntesten davon sind der Anderson-Standard (12,5 dpm/g), der Libby-Standard (15,3 dpm/g) und der moderne Standard (13,56 dpm/g).

Dating mit dem Boot des Pharaos.

Das Holz des Bootes des Pharaos Sesostris III. wurde anhand von drei Standards mit Radiokarbon datiert. Bei der Datierung von Holz im Jahr 1949 wurde basierend auf dem Standard (12,5 dpm/g) ein Radiokohlenstoffalter von 3700 +/- 50 BP-Jahren ermittelt. Libby datierte das Holz später anhand des Standards (15,3 dpm/g). Das Radiokohlenstoffzeitalter hat sich nicht verändert. Im Jahr 1955 datierte Libby das Holz des Bootes anhand des Standards (15,3 dpm/g) neu und ermittelte ein Radiokarbonalter von 3621 +/- 180 BP-Jahren. Bei der Datierung des Holzes des Bootes im Jahr 1970 wurde der Standard (13,56 dpm/g) verwendet. Das Radiokarbonalter blieb nahezu unverändert und betrug 3640 BP Jahre. Die von uns bereitgestellten Fakten zur Datierung des Bootes des Pharaos können über die entsprechenden Links zu wissenschaftlichen Publikationen überprüft werden.

Preisproblem.

Es ist physikalisch unmöglich, praktisch das gleiche Radiokohlenstoffalter des Holzes des Bootes des Pharaos zu erhalten: 3621-3700 BP-Jahre, basierend auf der Verwendung von drei Standards, deren Werte sich erheblich unterscheiden. Die Verwendung des Standards (15,3 dpm/g) erhöht automatisch das Alter der datierten Probe um 998 Jahre im Vergleich zum Standard (13,56 dpm/g) und um 1668 Jahre im Vergleich zum Standard (12,5 dpm/g). Aus dieser Situation gibt es nur zwei Auswege. Anerkennung, dass:

Bei der Datierung des Holzes des Bootes von Pharao Sesostris III. wurden Manipulationen mit Standards vorgenommen (das Holz wurde entgegen den Angaben nach demselben Standard datiert);

Zauberboot des Pharaos Sesostris III.

Abschluss.

Die Essenz der betrachteten Phänomene, sogenannte Manipulationen, wird in einem Wort ausgedrückt – Fälschung.

Nach dem Tod bleibt der C 12-Gehalt konstant und der C 14-Gehalt nimmt ab

Probenkontamination
Mary Levine erklärt:

„Kontamination ist das Vorhandensein von organischem Material fremden Ursprungs in einer Probe, das nicht mit dem Probenmaterial gebildet wurde.“

Viele Fotos aus der Frühzeit der Radiokarbondatierung zeigen Wissenschaftler, wie sie Zigaretten rauchen, während sie Proben sammeln oder verarbeiten. Nicht allzu schlau von denen! Wie Renfrew betont: „Tropfen Sie eine Prise Asche auf Ihre Proben, während diese für die Analyse vorbereitet werden, und Sie erhalten das Radiokohlenstoffalter des Tabaks, aus dem Ihre Zigarette hergestellt wurde.“

Obwohl eine solche methodische Inkompetenz heute als inakzeptabel gilt, leiden archäologische Proben immer noch unter Kontaminationen. Bekannte Arten der Verschmutzung und Methoden zu ihrer Kontrolle werden in dem Artikel von Taylor (1987) diskutiert. Er unterteilt Schadstoffe in vier Hauptkategorien: 1) physikalisch entfernbar, 2) säurelöslich, 3) alkalilöslich, 4) lösungsmittellöslich. Alle diese Verunreinigungen haben, wenn sie nicht beseitigt werden, großen Einfluss auf die Laborbestimmung des Alters der Probe.

H. E. Gove, einer der Erfinder der Beschleuniger-Massenspektrometrie-Methode (AMS), datierte das Turiner Grabtuch mit Radiokarbon. Er kam zu dem Schluss, dass die zur Herstellung des Leichentuchs verwendeten Stofffasern auf das Jahr 1325 zurückgehen.

Obwohl Gove und seine Kollegen von der Echtheit ihrer Entscheidung ziemlich überzeugt sind, halten viele aus offensichtlichen Gründen das Alter des Turiner Grabtuchs für viel respektabler. Gove und seine Mitarbeiter gaben allen Kritikern eine angemessene Antwort, und wenn ich eine Wahl treffen müsste, würde ich sagen, dass die wissenschaftliche Datierung des Turiner Grabtuchs höchstwahrscheinlich korrekt ist. Aber wie dem auch sei, der Sturm der Kritik, der dieses spezielle Projekt erfasst hat, zeigt, wie kostspielig ein Fehler bei der Kohlenstoffdatierung sein kann und wie misstrauisch einige Wissenschaftler dieser Methode gegenüberstehen.

Es wurde argumentiert, dass die Proben möglicherweise durch jüngeren organischen Kohlenstoff kontaminiert waren; Reinigungsmethoden könnten Spuren moderner Verunreinigungen übersehen haben. Das stellt Robert Hedges von der Universität Oxford fest

„Ein kleiner systematischer Fehler kann nicht völlig ausgeschlossen werden.“

Ich frage mich, ob er die Diskrepanz in den Daten, die verschiedene Labore an der Shelford-Holzprobe erhalten haben, als „kleinen systematischen Fehler“ bezeichnen würde? Scheint es nicht so, als würden wir uns wieder einmal von der wissenschaftlichen Rhetorik täuschen lassen und glauben, dass bestehende Methoden perfekt seien?

Leoncio Garza-Valdez vertritt sicherlich diese Meinung in Bezug auf die Datierung des Turiner Grabtuchs. Alle alten Gewebe sind aufgrund der bakteriellen Aktivität mit einem Biokunststofffilm bedeckt, der laut Garza-Valdez den Radiokohlenstoffanalysator verwirrt. Tatsächlich könnte das Grabtuch von Turin durchaus 2000 Jahre alt sein, da seine Radiokarbondatierung nicht als endgültig angesehen werden kann. Weitere Forschung ist erforderlich. Es ist interessant festzustellen, dass Gove (obwohl er mit Garza-Valdez nicht einverstanden ist) zustimmt, dass solche Kritik neue Forschungen rechtfertigt.

Radiokohlenstoffkreislauf (14C) in der Atmosphäre, Hydrosphäre und Biosphäre der Erde

Stufe C14 in der Erdatmosphäre
Gemäß Libbys „Gleichzeitigkeitsprinzip“ ist der C14-Gehalt in jeder geografischen Region im Laufe der Erdgeschichte konstant. Diese Prämisse war für die Zuverlässigkeit der Radiokarbondatierung in ihrer frühen Entwicklung von entscheidender Bedeutung. Um die restlichen C14-Werte zuverlässig messen zu können, müssen Sie wissen, wie viel dieses Isotops zum Zeitpunkt des Todes im Körper vorhanden war. Doch diese Prämisse ist laut Renfrew falsch:

„Mittlerweile ist jedoch bekannt, dass das Verhältnis von Radiokohlenstoff zu gewöhnlichem C12 im Laufe der Zeit nicht konstant blieb und dass die Abweichungen vor 1000 v. Chr. so groß waren, dass Radiokohlenstoffdaten deutlich von der Realität abweichen können.“

Dendrologische Untersuchungen (die Untersuchung von Baumringen) zeigen überzeugend, dass der C14-Gehalt in der Erdatmosphäre in den letzten 8.000 Jahren erheblichen Schwankungen unterworfen war. Das bedeutet, dass Libby eine falsche Konstante gewählt hat und seine Forschung auf falschen Annahmen beruhte.

Die Colorado-Kiefer, die in den südwestlichen Regionen der Vereinigten Staaten wächst, kann mehrere tausend Jahre alt sein. Einige heute noch lebende Bäume wurden vor 4.000 Jahren geboren. Darüber hinaus ist es mithilfe von Baumstämmen, die an den Orten gesammelt wurden, an denen diese Bäume wuchsen, möglich, die Baumringaufzeichnung um weitere 4.000 Jahre zu verlängern. Andere langlebige Bäume, die für die dendrologische Forschung nützlich sind, sind Eiche und Kalifornischer Mammutbaum.

Wie Sie wissen, wächst jedes Jahr ein neuer Wachstumsring auf einem Schnitt eines lebenden Baumstamms. Durch das Zählen der Jahresringe können Sie das Alter des Baumes ermitteln. Es ist logisch anzunehmen, dass der C14-Gehalt in einem 6000 Jahre alten Baumring dem C14-Gehalt in der modernen Atmosphäre ähnelt. Aber das ist nicht so.

So zeigte die Analyse von Baumringen, dass der C14-Gehalt in der Erdatmosphäre vor 6.000 Jahren deutlich höher war als heute. Dementsprechend stellte sich heraus, dass Radiokarbonproben aus diesem Alter deutlich jünger waren, als sie tatsächlich waren, basierend auf dendrologischen Analysen. Dank der Arbeit von Hans Suisse wurden Diagramme zur Korrektur des C14-Pegels erstellt, um dessen Schwankungen in der Atmosphäre über verschiedene Zeiträume hinweg auszugleichen. Allerdings verringerte sich dadurch die Zuverlässigkeit der Radiokarbondatierung von Proben, die älter als 8.000 Jahre waren, erheblich. Vor diesem Datum liegen uns einfach keine Daten über den Radiokohlenstoffgehalt der Atmosphäre vor.

Beschleuniger-Massenspektrometer der University of Arizona (Tucson, Arizona, USA), hergestellt von National Electrostatics Corporation: a – Diagramm, b – Bedienfeld und C¯-Ionenquelle, c – Beschleunigertank, d – Kohlenstoffisotopendetektor. Foto von J.S. Burra

„Schlechte“ Ergebnisse?

Wenn das ermittelte „Alter“ vom erwarteten abweicht, finden Forscher schnell einen Grund, das Datierungsergebnis für ungültig zu erklären. Die weitverbreitete Verbreitung dieser nachträglichen Beweise zeigt, dass die radiometrische Datierung ernsthafte Probleme mit sich bringt. Woodmorappe nennt Hunderte von Beispielen für die Tricks, auf die Forscher zurückgreifen, wenn sie versuchen, „unangemessene“ Alterswerte zu erklären.

Daher haben Wissenschaftler das Alter fossiler Überreste revidiert Australopithecus ramidus. 9 Die Argon-Argon-Methode ergab, dass die meisten Basaltproben, die den Schichten am nächsten liegen, in denen diese Fossilien gefunden wurden, etwa 23 Millionen Jahre alt sind. Die Autoren entschieden, dass diese Zahl „zu hoch“ sei, basierend auf ihrem Verständnis der Stellung der Fossilien im globalen Evolutionsschema. Sie untersuchten Basalt, der sich abseits der Fossilien befand, und kamen durch die Auswahl von 17 von 26 Proben auf ein akzeptables Höchstalter von 4,4 Millionen Jahren. Die restlichen neun Proben zeigten wiederum ein deutlich höheres Alter, doch die Experimentatoren kamen zu dem Schluss, dass die Ursache auf eine Kontamination des Gesteins zurückzuführen sei, und verwarfen diese Daten. Somit werden radiometrische Datierungsmethoden maßgeblich von der in wissenschaftlichen Kreisen vorherrschenden Weltanschauung der „langen Epochen“ beeinflusst.

Eine ähnliche Geschichte ist mit der Bestimmung des Alters des Primatenschädels verbunden (dieser Schädel ist als Exemplar KNM-ER 1470 bekannt). 10, 11 Zunächst wurde ein Ergebnis von 212-230 Millionen Jahren erhalten, das, basierend auf Fossilien, Die Aussage erwies sich als falsch („zu dieser Zeit gab es keine Menschen“), woraufhin Versuche unternommen wurden, das Alter der Vulkangesteine ​​in dieser Region zu bestimmen. Einige Jahre später, nach der Veröffentlichung verschiedener Forschungsergebnisse, „einigten“ sie sich auf die Zahl von 2,9 Millionen Jahren (obwohl diese Studien auch die Trennung der „guten“ von den „schlechten“ Ergebnissen beinhalteten – wie im Fall von). Australopithecus ramidus).

Basierend auf vorgefassten Vorstellungen über die menschliche Evolution konnten sich Forscher nicht mit der Idee abfinden, dass der Schädel 1470 "so alt." Nach der Untersuchung von Schweinefossilien in Afrika glaubten Anthropologen sofort, dass es sich um einen Schädel handelte 1470 eigentlich viel jünger. Nachdem sich die wissenschaftliche Gemeinschaft in dieser Meinung etabliert hatte, reduzierten weitere Gesteinsstudien das radiometrische Alter dieses Schädels weiter – auf 1,9 Millionen Jahre – und es wurden erneut Daten gefunden, die „bestätigten“. ein anderer Nummer. Dies ist das „radiometrische Dating-Spiel“ ...

Wir behaupten nicht, dass Evolutionisten sich verschworen hätten, um alle Daten an das für sie bequemste Ergebnis anzupassen. Normalerweise ist das natürlich nicht der Fall. Das Problem ist ein anderes: Alle Beobachtungsdaten müssen dem vorherrschenden Paradigma in der Wissenschaft entsprechen. Dieses Paradigma – oder besser gesagt der Glaube an eine Millionen Jahre lange Evolution vom Molekül zum Menschen – ist so fest im Bewusstsein verankert, dass sich niemand erlaubt, es in Frage zu stellen; im Gegenteil, sie sprechen von der „Tatsache“ der Evolution. Unter diesem Paradigma ist es so muss passen absolut alle Beobachtungen. Dies hat zur Folge, dass Forscher, die in der Öffentlichkeit als „objektive und unvoreingenommene Wissenschaftler“ erscheinen, unbewusst Beobachtungen auswählen, die mit dem Glauben an die Evolution vereinbar sind.

Wir dürfen nicht vergessen, dass die Vergangenheit für die normale experimentelle Forschung (eine Reihe von Experimenten, die in der Gegenwart durchgeführt werden) unzugänglich ist. Wissenschaftler können nicht mit Ereignissen experimentieren, die einmal stattgefunden haben. Gemessen wird nicht das Alter der Gesteine, sondern die Konzentrationen der Isotope, die mit hoher Genauigkeit gemessen werden können. Aber „Alter“ wird unter Berücksichtigung von Annahmen über die Vergangenheit bestimmt, die nicht bewiesen werden können.

Wir müssen uns immer an Gottes Worte an Hiob erinnern: „Wo warst du, als ich den Grundstein für die Erde legte?“(Hiob 38:4).

Wer sich mit ungeschriebener Geschichte beschäftigt, sammelt Informationen in der Gegenwart und versucht so, die Vergangenheit zu rekonstruieren. Gleichzeitig sind die Anforderungen an die Evidenz deutlich geringer als in empirischen Wissenschaften wie Physik, Chemie, Molekularbiologie, Physiologie etc.

Wilhelm ( Williams), ein Spezialist für die Umwandlung radioaktiver Elemente in der Umwelt, identifizierte 17 Mängel in Isotopendatierungsmethoden (basierend auf den Ergebnissen dieser Datierung wurden drei sehr respektable Werke veröffentlicht, die es ermöglichten, das Alter der Erde auf etwa 4,6 Milliarden Jahre). 12 John Woodmorappe ist ein scharfer Kritiker dieser Datierungsmethoden 8 und deckt Hunderte damit verbundener Mythen auf. Er argumentiert überzeugend, dass die wenigen „guten“ Ergebnisse, die nach dem Herausfiltern der „schlechten“ Daten übrig bleiben, leicht durch einen glücklichen Zufall erklärt werden können.

„Welches Alter bevorzugen Sie?“

In Fragebögen, die von Radioisotopenlabors angeboten werden, wird in der Regel gefragt: „Wie alt sollte diese Probe Ihrer Meinung nach sein?“ Aber was ist diese Frage? Es wäre nicht nötig, wenn Dating-Techniken absolut zuverlässig und objektiv wären. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass Labore sich der Häufigkeit anomaler Ergebnisse bewusst sind und daher versuchen herauszufinden, wie „gut“ die Daten sind, die sie erhalten.

Testen radiometrischer Datierungsmethoden

Wenn radiometrische Datierungsmethoden das Alter von Gesteinen wirklich objektiv bestimmen könnten, würden sie auch in Situationen funktionieren, in denen wir das genaue Alter kennen; Darüber hinaus würden unterschiedliche Methoden konsistente Ergebnisse liefern.

Datierungsmethoden müssen zuverlässige Ergebnisse für Objekte bekannten Alters liefern

Es gibt eine Reihe von Beispielen, bei denen radiometrische Datierungsmethoden das Alter von Gesteinen falsch ermittelten (dieses Alter war im Voraus genau bekannt). Ein solches Beispiel ist die Kalium-Argon-„Datierung“ von fünf andesitischen Lavaströmen vom Mount Ngauruhoe in Neuseeland. Obwohl bekannt war, dass die Lava einmal im Jahr 1949, dreimal im Jahr 1954 und noch einmal im Jahr 1975 floss, lag das „ermittelte Alter“ zwischen 0,27 und 3,5 Millionen Jahren.

Dieselbe retrospektive Methode führte zu folgender Erklärung: Als das Gestein aushärtete, blieb aufgrund von Magma (geschmolzenes Gestein) „zu viel“ Argon darin zurück. Die säkulare wissenschaftliche Literatur liefert viele Beispiele dafür, wie überschüssiges Argon bei der Datierung von Gesteinen bekannten historischen Alters zu „zusätzlichen Millionen Jahren“ führt. 14 Die Quelle des überschüssigen Argons scheint der obere Teil des Erdmantels zu sein, der sich direkt unter der Erdkruste befindet. Dies steht im Einklang mit der Theorie der „jungen Erde“ – das Argon hatte zu wenig Zeit, es hatte einfach keine Zeit, freigesetzt zu werden. Aber wenn ein Überschuss an Argon zu solch eklatanten Fehlern bei der Datierung von Gesteinen führte? berühmt Alter, warum sollten wir der gleichen Methode vertrauen, wenn wir Gesteine ​​datieren, deren Alter? Unbekannt?!

Andere Methoden – insbesondere die Verwendung von Isochronen – beinhalten verschiedene Hypothesen über Anfangsbedingungen; Doch Wissenschaftler sind zunehmend davon überzeugt, dass selbst solche „zuverlässigen“ Methoden auch zu „schlechten“ Ergebnissen führen. Auch hier basiert die Auswahl der Daten auf der Annahme des Forschers über das Alter einer bestimmten Rasse.

Steve Austin (Steve Austin), ein Geologe, entnahm Basaltproben aus den unteren Schichten des Grand Canyon und aus Lavaströmen am Rand des Canyons. 17 Der Evolutionslogik zufolge müsste der Basalt am Rande der Schlucht eine Milliarde Jahre jünger sein als der Basalt aus der Tiefe. Eine Standard-Laborisotopenanalyse mittels Rubidium-Strontium-Isochrondatierung zeigte, dass der Lavastrom vor 270 Millionen Jahren relativ neu war. älter Basalt aus den Tiefen des Grand Canyon – was natürlich absolut unmöglich ist!

Methodische Probleme

Libbys Idee basierte zunächst auf folgenden Hypothesen:

1. 14C entsteht in den oberen Schichten der Atmosphäre unter dem Einfluss kosmischer Strahlung, vermischt sich dann in der Atmosphäre und wird Teil von Kohlendioxid. Darüber hinaus ist der Anteil von 14C in der Atmosphäre trotz der Heterogenität der Atmosphäre selbst und des Isotopenzerfalls konstant und unabhängig von Zeit und Ort.
2. Die Geschwindigkeit des radioaktiven Zerfalls ist eine Konstante, gemessen an einer Halbwertszeit von 5568 Jahren (man geht davon aus, dass in dieser Zeit die Hälfte der 14C-Isotope in 14N umgewandelt wird).
3. Tierische und pflanzliche Organismen bauen ihren Körper aus Kohlendioxid auf, das der Atmosphäre entzogen wird, und lebende Zellen enthalten den gleichen Prozentsatz des 14C-Isotops, der in der Atmosphäre vorkommt.
4. Beim Tod eines Organismus verlassen seine Zellen den Kohlenstoffstoffwechselzyklus, aber Atome des 14C-Isotops wandeln sich gemäß dem Exponentialgesetz des radioaktiven Zerfalls weiterhin in Atome des stabilen 12C-Isotops um, was es uns ermöglicht, die verstrichene Zeit zu berechnen seit dem Tod des Organismus. Diese Zeit wird als „Radiokarbon-Alter“ (oder kurz „RU-Alter“) bezeichnet.

Als sich das Material anhäufte, gab es Gegenbeispiele für diese Theorie: Die Analyse kürzlich verstorbener Organismen ergibt manchmal ein sehr altes Alter, oder umgekehrt enthält eine Probe eine so große Menge eines Isotops, dass Berechnungen ein negatives RU-Alter ergeben. Einige offensichtlich antike Objekte hatten ein junges RU-Alter (solche Artefakte wurden als späte Fälschungen deklariert). Als Ergebnis stellte sich heraus, dass das RU-Alter nicht immer mit dem wahren Alter übereinstimmt, wenn das wahre Alter überprüft werden kann. Solche Tatsachen lassen berechtigte Zweifel aufkommen, wenn die Röntgenmethode zur Datierung organischer Objekte unbekannten Alters verwendet wird und die Röntgendatierung nicht überprüft werden kann. Fälle fehlerhafter Altersbestimmung werden durch die folgenden bekannten Mängel von Libbys Theorie erklärt (diese und andere Faktoren werden im Buch von M. M. Postnikov analysiert). „Eine kritische Studie der Chronologie der Antike, in 3 Bänden“,— M.: Kraft+Lean, 2000, in Band 1, S. 311-318, geschrieben 1978):

1. Variabilität des Anteils von 14C in der Atmosphäre. Der 14C-Gehalt hängt vom kosmischen Faktor (der Intensität der Sonnenstrahlung) und dem terrestrischen Faktor (dem Eintritt von „altem“ Kohlenstoff in die Atmosphäre aufgrund der Verbrennung und des Zerfalls alter organischer Materie, der Entstehung neuer Radioaktivitätsquellen usw. ab Schwankungen im Erdmagnetfeld). Eine Änderung dieses Parameters um 20 % führt zu einem Fehler im RU-Alter von fast zweitausend Jahren.
2. Eine gleichmäßige Verteilung von 14C in der Atmosphäre ist nicht nachgewiesen. Die Geschwindigkeit der atmosphärischen Vermischung schließt die Möglichkeit erheblicher Unterschiede im 14C-Gehalt in verschiedenen geografischen Regionen nicht aus.
3. Die Geschwindigkeit des radioaktiven Zerfalls von Isotopen kann möglicherweise nicht genau bestimmt werden. Seit Libbys Zeiten hat sich die Halbwertszeit von 14C laut offiziellen Nachschlagewerken also um hundert Jahre, also um ein paar Prozent, „verändert“ (dies entspricht einer Änderung des RU-Alters um eineinhalb). 100 Jahre). Es wird vermutet, dass der Halbwertszeitwert erheblich (innerhalb weniger Prozent) von den Experimenten abhängt, in denen er bestimmt wird.
4. Kohlenstoffisotope sind nicht vollständig gleichwertig Zellmembranen können sie selektiv nutzen: Manche nehmen 14C auf, manche wiederum meiden es. Da der Anteil von 14C vernachlässigbar ist (ein Atom 14C gegenüber 10 Milliarden Atomen 12C), führt selbst eine geringe Isotopenselektivität einer Zelle zu einer großen Änderung des RU-Alters (eine Schwankung von 10 % führt zu einem Fehler von etwa 600 Jahren). .
5. Nach dem Tod eines Organismus verlassen seine Gewebe nicht unbedingt den Kohlenstoffstoffwechsel , an Zerfalls- und Diffusionsprozessen beteiligt.
6. Der 14C-Gehalt eines Artikels ist möglicherweise nicht einheitlich. Seit Libbys Zeiten sind Radiokarbonphysiker bei der Bestimmung des Isotopengehalts einer Probe sehr präzise geworden; Sie behaupten sogar, dass sie einzelne Atome des Isotops zählen können. Natürlich ist eine solche Berechnung nur für eine kleine Stichprobe möglich, aber in diesem Fall stellt sich die Frage: Wie genau repräsentiert diese kleine Stichprobe das gesamte Objekt? Wie einheitlich ist der Isotopengehalt darin? Denn Fehler von wenigen Prozent führen zu jahrhundertelangen Veränderungen im RU-Zeitalter.

Zusammenfassung
Die Radiokarbondatierung ist eine sich weiterentwickelnde wissenschaftliche Methode. Allerdings befürworteten die Wissenschaftler in jeder Phase seiner Entwicklung vorbehaltlos die allgemeine Zuverlässigkeit und verstummten erst, als sie schwerwiegende Fehler in den Schätzungen oder in der Analysemethode selbst aufdeckten. Angesichts der Vielzahl an Variablen, die ein Wissenschaftler berücksichtigen muss, sollten die Fehler nicht überraschen: atmosphärische Schwankungen, Hintergrundstrahlung, Bakterienwachstum, Umweltverschmutzung und menschliches Versagen.

Als Teil einer repräsentativen archäologischen Untersuchung bleibt die Radiokarbondatierung von größter Bedeutung; Es muss lediglich in eine kulturelle und historische Perspektive gestellt werden. Hat ein Wissenschaftler das Recht, widersprüchliche archäologische Beweise abzuwerten, nur weil seine Kohlenstoffdatierung auf ein anderes Alter hinweist? Das ist gefährlich. Tatsächlich unterstützten viele Ägyptologen Libbys Vorschlag, dass die Chronologie des Alten Reiches falsch sei, weil sie „wissenschaftlich bewiesen“ sei. Libby hatte tatsächlich Unrecht.

Die Radiokarbondatierung ist als Ergänzung zu anderen Daten nützlich, und darin liegt ihre Stärke. Aber bis der Tag kommt, an dem alle Variablen unter Kontrolle sind und alle Fehler beseitigt sind, wird die Radiokarbondatierung nicht das letzte Wort über archäologische Stätten haben.
Quellen
Kapitel aus dem Buch von K. Ham, D. Sarfati, K. Wieland, hrsg. D. Batten „BUCH DER ANTWORTEN: ERWEITERT UND AKTUALISIERT“
Graham Hancock: Spuren der Götter. M., 2006. S. 692-707.

Es ist klar, dass es notwendig ist, sein Alter durch Bestimmung festzustellen, um dieses oder jenes Artefakt zum Eigentum einer Zivilisation zu erklären das exakte Datum einen Artikel erstellen. Moderne Archäologen und Historiker können dies jedoch nur in sehr seltenen Fällen. Die überwiegende Mehrheit der archäologischen Funde ist ungefähr datiert.

Radiokarbondatierungsmethode bei Archäologen
Für die Datierung von Fundstücken gibt es mehrere Methoden, doch leider ist nicht jede davon frei von Mängeln, insbesondere bei der Suche nach Spuren antiker Kulturen.

Radiokarbon-Methode:

1. - Bildung von Radiokohlenstoff 14C
2. - Zerfall von 14C
3. - Gleichgewichtszustand für lebende Organismen und Ungleichgewichtszustand für tote Organismen, bei dem Radiokohlenstoff ohne Nachschub von außen zerfällt

Methode zur Radiokarbondatierung

Am bekanntesten und am häufigsten verwendeten ist derzeit die Radiokohlenstoffmethode, die mit dem radioaktiven Kohlenstoffisotop C14 arbeitet. Diese Methode wurde 1947 vom amerikanischen Physikochemiker und Nobelpreisträger W.F. entwickelt. Libby. Der Kern der Methode besteht darin, dass in der Atmosphäre unter dem Einfluss kosmischer Strahlung das radioaktive Kohlenstoffisotop C14 entsteht. Zusammen mit gewöhnlichem Kohlenstoff C12 kommt es im organischen Gewebe aller Lebewesen vor. Wenn ein Organismus stirbt, stoppt der Austausch seines Kohlenstoffs mit der Atmosphäre, die Menge an C14 nimmt bei der Zersetzung ab und wird nicht wiederhergestellt. Die Bestimmung des C14/C12-Verhältnisses in Proben bei einer bekannten und konstanten Zersetzungsrate von C14 (5568 ± 30 Jahre) ermöglicht die Bestimmung des Alters des Objekts, genauer gesagt, der seit seinem Tod vergangenen Zeit.

Labor für Radiokohlenstoffanalyse

Es scheint, dass alles klar und einfach ist, aber bei dieser Methode der Datierung von Proben erweisen sich viele Daten aufgrund der Kontamination von Objekten oder der Unzuverlässigkeit ihrer Verbindung mit anderen archäologischen Funden als falsch. Daher hat die langjährige Praxis der Verwendung von Radiokarbonmessungen Zweifel an deren Genauigkeit aufkommen lassen. Der amerikanische Archäologe W. Bray und der englische Historiker D. Trump schreiben: „Erstens sind die erhaltenen Daten nie genau, nur in zwei von drei Fällen liegt das richtige Datum in diesem Intervall; Zweitens basiert die Zerfallsrate von C14 auf einer Halbwertszeit von 5568 ± 30 Jahren, und es ist jetzt klar, dass dieser Halbwertszeitwert zu niedrig ist. Es wurde beschlossen, den Wert bis zur Verabschiedung einer neuen internationalen Norm nicht zu ändern; und drittens stößt auch die These von der Invariabilität der Halbwertszeit von C14 auf Einwände.“ Beim Vergleich der Ergebnisse dieser Methode (aus denselben Proben) mit den Ergebnissen der dendrochronologischen Analyse (also aus Baumringen) kommen die bereits erwähnten Forscher zu dem Schluss, dass der Radiokarbondatierung nur für die letzten 2000 Jahre vertraut werden kann.

Foto des Turiner Grabtuchs, das berühmteste Objekt für die Forschung mittels Radiokarbondatierung

Der russische Wissenschaftler F. Zavelsky sagt, dass die Methode der Radiokarbondatierung von der Gültigkeit der a priori in der Wissenschaft akzeptierten Annahmen abhängt:

• - Annahme, dass sich die Intensität der kosmischen Strahlung, die über Zehntausende von Jahren auf die Erde fällt, nicht verändert hat;
• - Radiokohlenstoff in der Erdatmosphäre wurde mit Neutronen bestrahlt, immer auf die gleiche Weise mit stabilem Kohlenstoff „verdünnt“;
• - Die spezifische Aktivität von Kohlenstoff in der Atmosphäre hängt nicht vom Längen- und Breitengrad des Gebiets und seiner Höhe über dem Meeresspiegel ab.
• - Der Gehalt an Radiokohlenstoff in lebenden Organismen war in der gesamten beobachtbaren Geschichte derselbe wie in der Atmosphäre. Sollte sich eine der akzeptierten Annahmen als falsch erweisen (oder mehrere gleichzeitig), können die Ergebnisse der Radiokohlenstoffmethode im Allgemeinen illusorisch werden.
• Der Forscher A. Sklyarov schreibt über den Einsatz der Radiokohlenstoffanalyse wie folgt: Der „unaufdringliche Wunsch“ der Radiokarbon-Forschungslabore, im Voraus von Historikern und Archäologen das „ungefähre Alter der Probe“ zu erfahren, wird durch den sorgfältig versteckten Fehler der Methode selbst erzeugt und liegt in der Natur des „Bösen“..
• Für eine zumindest ungefähre Datierung müssen Archäologen daher parallel andere Methoden anwenden und auf einen einfachen Ergebnisvergleich zurückgreifen, auf dessen Grundlage die Datierung für einen bestimmten Fund oder den gesamten archäologischen Komplex besser geeignet ist. Es ist klar, dass die Genauigkeit der Datierung in diesem Fall zu wünschen übrig lässt.

Turiner Grabtuch: positiv und negativ

Die Untersuchung von Fragmenten des Turiner Grabtuchs ist einer der bekanntesten Fälle der Verwendung der Radiokohlenstoffmethode zur Datierung eines Untersuchungsobjekts.
Die Radiokarbondatierung datierte das Grabtuch auf die Zeit des 11. bis 13. Jahrhunderts. Skeptiker betrachten dieses Ergebnis als Bestätigung dafür, dass es sich bei dem Grabtuch um eine mittelalterliche Fälschung handelt. Befürworter der Echtheit der Reliquie halten die gewonnenen Daten für das Ergebnis einer Kontamination des Leichentuchs mit Kohlenstoff während eines Brandes im 16. Jahrhundert.

Es ist klar, dass es, um dieses oder jenes Artefakt als Eigentum einer Vorzivilisation zu erklären, notwendig ist, sein Alter zu bestimmen, indem man das genaue Erstellungsdatum des Objekts bestimmt. Moderne Archäologen und Historiker können dies jedoch nur in sehr seltenen Fällen. Die überwiegende Mehrheit der archäologischen Funde ist ungefähr datiert. Methode der Radiokarbondatierung bei Archäologen Zur Datierung gefundener Objekte werden mehrere Methoden eingesetzt, doch leider ist nicht jede davon frei von Mängeln, insbesondere wenn sie auf die Suche nach Spuren antiker Kulturen angewendet wird. Radiokohlenstoffmethode: - Bildung von Radiokohlenstoff 14C - Zerfall von 14C - Gleichgewichtszustand für lebende Organismen und Ungleichgewicht für tote Organismen, bei dem Radiokohlenstoff zerfällt, ohne dass Radiokohlenstoff von außen zugeführt wird...

Rezension

Physische Grundlagen

Kohlenstoff, einer der Hauptbestandteile biologischer Organismen, kommt in der Erdatmosphäre in Form von stabilem 12 C und 13 C sowie radioaktivem 14 C vor. Das 14 C-Isotop wird ständig unter dem Einfluss (hauptsächlich, aber auch Strahlung) gebildet auch aus terrestrischen Quellen). Das Verhältnis radioaktiver und stabiler Kohlenstoffisotope in der Atmosphäre und in der Biosphäre gleichzeitig am selben Ort ist gleich, da alle lebenden Organismen ständig am Kohlenstoffstoffwechsel teilnehmen und aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung Kohlenstoff aus der Umwelt und Isotope aufnehmen Ununterscheidbarkeit nehmen in fast gleicher Weise an biochemischen Prozessen teil. In einem lebenden Organismus beträgt die spezifische Aktivität von 14 C etwa 0,3 Zerfälle pro Sekunde pro Gramm Kohlenstoff, was einem Isotopengehalt von 14 C von etwa 10–10 % entspricht.

Mit dem Tod des Körpers kommt der Kohlenstoffstoffwechsel zum Erliegen. Danach bleiben stabile Isotope erhalten und ab 5568 ± 30 Jahren wird radioaktives Isotop (14 C) freigesetzt, wodurch sein Gehalt in den Überresten allmählich abnimmt. Wenn man das anfängliche Verhältnis des Isotopengehalts im Körper kennt und das aktuelle Verhältnis im biologischen Material misst, kann man bestimmen, wie viel Kohlenstoff-14 zerfallen ist, und so die Zeit ermitteln, die seit dem Tod des Organismus vergangen ist.

Anwendung

Zur Bestimmung des Alters wird Kohlenstoff aus einem Fragment der untersuchten Probe isoliert (durch Verbrennen des Fragments), die Radioaktivität des freigesetzten Kohlenstoffs gemessen und daraus das Isotopenverhältnis bestimmt, das das Alter der Probe angibt. Eine Kohlenstoffprobe zur Aktivitätsmessung wird üblicherweise in ein Gas, das einen Proportionalzähler füllt, oder in eine Flüssigkeit eingebracht. Bei sehr geringen Gehalten an 14 C und/oder sehr kleinen Probenmassen (mehrere mg) wird neuerdings die Beschleuniger-Massenspektrometrie eingesetzt, die es ermöglicht, den Gehalt an 14 C direkt zu bestimmen. Das maximale Alter einer Probe, das möglich ist Die mit der Radiokohlenstoffmethode zu bestimmende Zeit beträgt etwa 60.000 Jahre, d. h. etwa 10 Halbwertszeiten von 14 C. Während dieser Zeit nimmt der Gehalt an 14 C um etwa das 1000-fache ab (etwa 1 Zerfall pro Stunde pro Gramm Kohlenstoff).

Die Messung des Alters eines Objekts mit der Radiokohlenstoffmethode ist nur möglich, wenn das Isotopenverhältnis in der Probe während ihres Bestehens nicht gestört wurde, d. h. die Probe nicht mit kohlenstoffhaltigen Materialien späteren Ursprungs, radioaktiven Substanzen usw. kontaminiert wurde keiner starken Strahlenquelle ausgesetzt war. Die Bestimmung des Alters solch kontaminierter Proben kann zu großen Fehlern führen. Beispielsweise wird ein Fall beschrieben, bei dem eine Testbestimmung von am Tag der Analyse gepflücktem Gras ein Alter von etwa Millionen Jahren ergab, da das Gras auf einem Rasen in der Nähe einer Straße mit ständig starkem Verkehr gepflückt wurde und war stark mit Abgasen belastet. Im Laufe der Jahrzehnte seit der Entwicklung der Methode wurden umfangreiche Erfahrungen bei der Identifizierung von Kontaminanten und deren Reinigung aus Proben gesammelt. Man geht derzeit davon aus, dass der Fehler der Methode zwischen siebzig und dreihundert Jahren liegt.

Einer der bekanntesten Fälle der Anwendung der Radiokarbonmethode ist die Untersuchung von Fragmenten (einem christlichen Schrein, der angeblich Spuren des Körpers eines Gekreuzigten enthält), die im Laufe eines Jahres gleichzeitig in mehreren Labors durchgeführt wurde. Durch die Radiokarbondatierung war es möglich, das Grabtuch auf einen Zeitraum von Jahrhunderten zu datieren.

Kalibrierung

Libbys ursprüngliche Annahmen, auf denen die Idee der Methode basierte, waren, dass sich das Verhältnis der Kohlenstoffisotope in der Atmosphäre zeitlich und räumlich nicht ändert und der Isotopengehalt in lebenden Organismen genau dem aktuellen Zustand der Atmosphäre entspricht. Mittlerweile steht fest, dass alle diese Annahmen nur annähernd akzeptiert werden können. Der Gehalt des 14 C-Isotops hängt von der Strahlungsumgebung ab, die zeitlich aufgrund von Schwankungen der Höhe der kosmischen Strahlung und der Aktivität sowie im Weltraum aufgrund der ungleichen Verteilung radioaktiver Substanzen auf der Erdoberfläche und mit radioaktiver Strahlung verbundenen Ereignissen variiert Materialien (zum Beispiel trägt die Bildung des 14 C-Isotops derzeit noch zu radioaktiven Materialien bei, die während atmosphärischer Tests in der Mitte des Jahrhunderts gebildet und verteilt wurden). In den letzten Jahrzehnten ist der atmosphärische Gehalt dieses Isotops aufgrund der Verbrennung fossiler Brennstoffe, bei denen 14 C praktisch nicht vorkommt, zurückgegangen. Daher kann die Annahme eines bestimmten Isotopenverhältnisses als konstant zu erheblichen Fehlern führen (in der Größenordnung von Jahrtausenden). Darüber hinaus haben Untersuchungen gezeigt, dass einige Prozesse in lebenden Organismen zu einer übermäßigen Anreicherung des radioaktiven Kohlenstoffisotops führen, was das natürliche Verhältnis der Isotope stört. Das Verständnis der mit dem Kohlenstoffstoffwechsel in der Natur verbundenen Prozesse und des Einflusses dieser Prozesse auf das Isotopenverhältnis in biologischen Objekten gelang nicht sofort.

Infolgedessen erwiesen sich Radiokarbondaten, die vor 30 bis 40 Jahren erstellt wurden, oft als sehr ungenau. Insbesondere ein damals durchgeführter Test der Methode an mehreren tausend Jahre alten lebenden Bäumen zeigte deutliche Abweichungen bei über 1000 Jahre alten Holzproben.

Derzeit wird für die korrekte Anwendung der Methode eine sorgfältige Kalibrierung durchgeführt, wobei Änderungen im Isotopenverhältnis für verschiedene Epochen und geografische Regionen sowie die Besonderheiten der Anreicherung radioaktiver Isotope in Lebewesen berücksichtigt werden und Pflanzen. Zur Kalibrierung der Methode wird die Bestimmung von Isotopenverhältnissen für Objekte verwendet, deren absolute Datierung bekannt ist. Eine Quelle für Kalibrierungsdaten ist . Außerdem wurde die Altersbestimmung von Proben mittels der Radiokohlenstoffmethode mit den Ergebnissen anderer Isotopendatierungsmethoden verglichen. Die Standardkurve, die zur Umrechnung des gemessenen Radiokohlenstoffalters einer Probe in ein absolutes Alter verwendet wird, ist hier angegeben: .

Es kann festgestellt werden, dass die Radiokarbonmethode in ihrer modernen Form im historischen Zeitraum (von mehreren zehn Jahren bis vor 60.000 bis 70.000 Jahren) als eine ziemlich zuverlässige und qualitativ kalibrierte unabhängige Methode zur Datierung von Objekten biologischen Ursprungs angesehen werden kann.

Kritik an der Methode

Obwohl die Radiokarbondatierung schon lange in der wissenschaftlichen Praxis verankert und weit verbreitet ist, gibt es auch Kritik an dieser Methode, die sowohl einzelne Anwendungsfälle als auch die theoretischen Grundlagen der Methode insgesamt in Frage stellt. In der Regel wird die Radiokohlenstoffmethode von Befürwortern und anderen kritisiert. Die wichtigsten Einwände gegen die Radiokarbondatierung werden im Artikel dargelegt .