Welche Möglichkeiten der Altersbestimmung von Fossilien (viel älter als 40.000 jahren) gibt es?
Hallo, könnt ihr mir bei dieser Frage helfen?☺️
Welche Möglichkeiten der Altersbestimmung von Fossilien (viel älter als 40.000 jahren) gibt es?
4 Antworten
Man unterscheidet grundsätzlich zwischen relativen und absoluten Methoden der Altersbestimmung.
Bei der relativen Altersbestimmung wird das Alter eines Fossils geschätzt, indem es in Relation zu etwas gesetzt wird, dessen Alter bekannt ist. Das Alter des Fossils selbst wird dabei nicht gemessen. Bei der Stratigraphie beispielsweise wird das Alter des Fossils in Relation zur Gesteinsschicht geschätzt, in der es gefunden wurde. Wie alt eine Gesteinsschicht ist, ist meist bekannt. Geologen folgen dabei dem Prinzip, dass Gesteinsschichten "im Liegenden" älter sind als "im Hangenden": heißt, dass die ältesten Gesteinsschichten ganz unten liegen, die geologisch jüngeren Schichten lagern sich darüber ab und zuoberst liegen die jüngsten Gesteinsschichten. Wird z. B. ein Fossil in einer Kalkablagerung, von der man weiß, dass sie im Mitteljura vor 150 Mio. Jahren entstand, entdeckt, dann ist auch das Fossil etwa 150 Mio. Jahre alt.
Eine andere sehr häufig angewendete Methode der relativen Altersbestimmung ist die Datierung mittels Leitfossilien, auch Biostratigraphie genannt. Dabei wird das Alter anhand von Fossilien, deren Alter bekannt ist und die zusammen mit dem Fossil gefunden wurden, geschätzt. Leitfossilien sind in der Regel Fossilien, die weit verbreitet waren. Dadurch können Schichten aus unterschiedlichen Erdteilen gut miteinander verglichen werden. Wenn ich z. B. in Afrika eine bestimmte Leitfosdilienart finde, die aus einer Schicht in Südamerika bekannt ist, weiß ich, dass beide Gesteinsschichten gleich alt sind. Außerdem müssen Leitfossilien häufig sein, also praktisch überall gefunden werden können. Es sind daher meist kleine Organismen wie Foraminiferen, Muscheln, Trilobiten, Brachiopoden oder Ammoniten. Zudem müssen sie leicht bestimmbar sein, idealerweise sollte man schon mit bloßem Auge oder höchstens mit einer Lupe erkennen können, mit welcher Leitfosdilienart man es zu zun hat. So lässt sich bereits beim Ausgraben des Fossils abschätzen, wie alt es ist. Und schließlich sollte eine gute Leitfossilienart kurzlebig gewesen sein. Je kürzer der Zeitraum ist, in dem ein Leitfossil existiert hat, umso genauer kann die Datierung sein. Hat eine Leitfossilienart etwa 5 Mio. Jahre lang existiert, kann ich das Alter meines Fossils auch nur auf 5 Mio. Jahre genau schätzen, also z. B. einen Zeitraum zwischen 150 und 155 Mio. Jahren. Hat die Leitfossilienart hingegen nur 1 Mio. Jahre lang existiert, lässt sich das Alter des Fossils auch auf 1 Mio. Jahre genau schätzen, also z. B. 150 - 151 Mio. Jahre. Das macht die Biostratigraphie zu einer sehr genauen Datierungsmethode. Insbesondere bei sehr lange zurückliegenden Zeiträumen ist sie meist eine der genauesten Methoden und sogar der Isotopendatierung überlegen. Dazu gleich mehr.
Bei der absoluten Altersbestimmung wird das Alter des Fossils selbst bestimmt. Bei Bäumen gehört die Dendrochronologie zu den verbreitetsten Verfahren. Dabei werden die Jahresringe gezählt und verglichen. Je nach klimatischen Bedingungen wird ein Jahresring mal schmaler oder breiter. Wenn man die Jahresringe vieler Bäume unterschiedlichen Alters vergleicht, kann man anhand der Überlappungen der Jahresringmuster ein Profil erstellen, das mehrere Jahrtausende abdeckt. Wenn z. B. ein Baum frisch gefällt ist, können wir die Jahresringe einfach abzählen und so das Jahr ermitteln, in dem er anfing zu keimen, sagen wir vor 100 Jahren. Nun haben wir einen Baum, der vor, sagen wir, 200 bis 90 Jahren lebte. Dann können wir die Muster der Jahresringe miteinander vergleichen und diese müssen sich in dem Zeitraum, in dem beide gleichzeitig gelebt haben, ähneln. Wir haben in diesem Fall einen Überlappungszeitraum von 10 Jahren und können damit insgesamt unser Profil von heute bis zum Zeitpunkt vor 200 Jahren erweitern. Man muss das Muster eines undatierten Baums dann nur noch mit dem Referenzprofil vergleichen und kann so teils auf das Jahr genau ermitteln, wann der Baum lebte.
Eine weit verbreitete Datierungsmethode ist die Isotopendatierung. Das bekannteste Verfahren nach diesem Prinzip ist die Radiocarbondatierung oder ¹⁴C-Methode. Sie ist aber streng genommen nicht für die Datierung von Fossilien geeignet, da hierfür organisches (kohlenstoffhaltiges) Material notwendig ist und mit ihr nur ein Zeitraum bis vor etwa 50 000 Jahren abgedeckt werden kann. Es gibt aber andere, ähnliche Verfahren wie die Uran-Blei-Methode, die Kalium-Argon-Methode mit der auch Datierungen bis in Zeiträume von mehreren Mrd. Jahren möglich sind. Das Grundprinzip ist gleich: bestimmte Isotope stehen in einem bestimmten (bekannten) Verhältnis zurinander. Radioaktive Isotope zerfallen mit einer konstanten Geschwindigkeit (Halbwertszeit), die ebenfalls bekannt ist. Dadurch ändert sich das Isotopenverhältnis mit der Zeit und durch Bestimmung des Verhältnisses zum heutigen Zeitpunkt kann das Alter der Probe bestimmt werden. Bei der Radiocarbonmethode wird z. B. das Verhältnis von ¹³C zu ¹⁴C bestimmt. ¹³C und ¹⁴C kommen in der Atmosphäre in einem bestimmten Verhältnis zueinander vor. Pflanzen nehmen die beiden Isotope bei der Photosynthese in diesem Verhältnis auf und bauen sie in ihre eigenen Zellen ein. Tiere wiederum fressen die Pflanzen (oder Tiere, die wiederum die Pflanzen fressen), sodass das ¹³C/¹⁴C-Verhältnis solange ein Organismus lebt dem der Atmosphäre entspricht. Mit dem Tod eines Lebewesens wird die Kohlenstoffaufnahme gestoppt. ¹³C ist ein stabiles Isotop, es zerfällt nicht und damit ändert sich seine Menge im Körper nach dem Tod nicht. ¹⁴C ist aber instabil, es zerfällt mit einer Halbwertszeit von 5730 Jahren zu ¹⁴N, einem Elektron und einem Antineutrino. Der Gehalt von ¹⁴C nimmt mit der Zeit also immer stärker ab. Nach 5730 Jahren beträgt er nur noch die Hälfte des ursprünglichen Gehalts, nach weiteren 5730 Jahren nur noch ein Viertel, nach weiteren 5730 Jahren noch ein Achtel usw. Durch Vergleich von ¹³C- und ¹⁴C-Gehalt kann daher das Alter bestimmt werden. Nach etwa 50 000 Jahren ist der Gehalt an ¹⁴C dann allerdings so gering, dass er unter der Nachweisgrenze liegt.
Auch das Magnetfeld der Erde lässt sich zur Datierung von Gesteinsschichten oder Fossilien nutzen (paläomagnetische Datierung). Die Magnetpole der Erde ändern periodisch ihre Richtung. Bestimmte Kristalle im Gestein richten sich bei ihrer Entstehung nach dem Verlauf des Erdmagnetfelds aus. Ändert sich dessen Richtung, verlaufen auch die Kristalle im Gestein anders. Durch Bestimmen der Richtung der Kristalle kann also ermittelt werden, wie das Erdmagnetfeld ausgerichtet gewesen ist als das Gestein entstand und somit, wie alt das Gestein ist.
Was mich jetzt aber interessiert: in welche Zeit werden die Dinosaurier datiert nach den anderen Datierungsmethoden? Ihre Fossilien werden ja auf der ganzen Erde gefunden.
Die ältesten Dinosaurierfossilien datieren aus der späten Trias vor etwa 235 Mio. Jahren. Zu den frühesten Gattungen zählen Herrerasaurus und Eoraptor. Die Dinosaurier existieren also seit 235 Mio. Jahren bis heute.
Danke, mein sechsjährigen Enkel ist schon Dinos- Fachmann. Kann schon sein, dass einige Tiere heute Ähnlichkeiten mit Dinos haben. Aber welche Datierungsmethode wird da angewandt?
Biostratigraphie, also Leitfossilien, werden oft angewendet. Und auch wenn die Radiocarbondatierung nicht funktioniert, sind trotzdem andere radiometrische Verfahren möglich. Die Uran-Blei-Methode zum Beispiel. Ein anderes Verfahren ist die Rubidium-Strontium-Datierung. Ein drittes die Kalium-Argon-Datierung. Es gibt eine Vielzahl verschiedener Möglichkeiten. Allein Wikipedia listet über 20 verschiedene radiometrische Datierungsverfahren auf. Welches Verfahren wann am besten geeignet ist, weiß ich jedoch nicht.
Am genauesten sind in der Regel Isotopenuntersuchungen. Davon gibt es verschiedene Isotope mit verschiedenen Halbwertszeiten, je nachdem, für was diese Altersbestimmung dienen soll https://de.wikipedia.org/wiki/Isotopenuntersuchung
Palynologie also Pollenanalyse wird ebenfalls gerne zur groben ersten Einteilung verwendet, da Pollen in allen Sedimenten vorkommen und das in so großen Mengen, dass anhand der Arten und Zusammensätzung eine grobe Einteilung problemlos möglich ist https://de.wikipedia.org/wiki/Palynologie
Biostratigraphisch werden auch andere Mikrofossilien gerne Verwendet. Radiolarien und Foraminiferen bieten sich dafür an.
Früher wurden auch Ammoniten und andere Leitfossilien zur ersten Einteilung verwendet. Das gilt heute i.d.R. als zu ungenau. Diese Fossilien sind einfach für eine Feineinteilung nicht häufig genug und die Arten ändern sich nicht schnell genug in den historischen Zeitabschnitten.
Die C-14 Methode (RadioCarbon) geht nur so 50-60'000 Jahre zurück, was gerade so noch für Neandertaler reicht.
Es gibt aber ähnliche Methoden, die auch auf IsotopenVerhältnissen basieren.
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Radiometrische_Datierung#Methoden_der_radiometrischen_Datierung
Also wenn ich mich recht entsinne, müsste da die Messung von C14 Aufschluss geben können. Dazu müsstest du dich mal im Internet belesen, weil ich mir nicht sicher bin, wie akkurat das ist, was ich dir dazu jetzt erzählen könnte. Also C14 ist quasi Kohlenstoff 14. Und verschiedene Orte auf der Erde weisen zu verschiedenen Erdzeitaltern unterschiedliche C14 Gehalte auf.
Beziehungsweise können der Fundort und wo in welcher Tiefe das Fossil gefunden wurde mit Sicherheit auch Aufschluss geben.
Liebe Grüße,
Wunderliche
Sehr interessant! Dass die C14 Methode ab ca. 5000Jahren nicht mehr genau ist, erklärte mir ein Physiker. Weil in früheren Zeiten der Kohlenstoffdioxid wesentlich höher war lt. Wissenschaftlern des AWI in Bremerhaven.
Was mich jetzt aber interessiert: in welche Zeit werden die Dinosaurier datiert nach den anderen Datierungsmethoden? Ihre Fossilien werden ja auf der ganzen Erde gefunden.