in Knochen- und Zahnproben.
Bei der Untersuchung der Mikroanatomie von Zahnschmelz arbeitet man mit einem Rasterelektronenmikroskop.
Datierungsmethoden
A) Relative Datierungsmethoden
Stratigraphie: Archäologische Funde sind in geologische und archäologische Horizonte eingebettet. Bei einer Ausgrabung werden diese Schichten dokumentiert, indem z.B. Profile gezeichnet werden.
Typologie: Grundlage der Typologie ist die Beobachtung, dass ein Produkt in einer bestimmten Region und zu einer bestimmten Zeit ein bestimmtes Design (Muster) hat und dass Änderungen dieses Designs in eine Entwicklungsreihe gebracht werden können.
Chronologie des Eiszeitalters (Pleistozän): Das Pleistozän ist gekennzeichnet durch mehrere Eisvorstöße (Glaziale) und Eisrückzüge (Interglaziale), also Perioden kälteren und gemäßigteren Klimas. Zusätzlich zu diesen Hauptperioden sind kleinere Klimaschwankungen bekannt. Die verschiedenen Klimaperioden haben geologische Spuren hinterlassen: z.B. Lössanwehungen und Moränenbildungen während der Glaziale, Bodenbildungen während der Interglaziale. Diese geologischen Befunde können für verschiedene Regionen parallelisiert werden und ergeben eine Chronologie des Eiszeitalters.
Tiefseesedimentkernproben: Als Bohrkerne entnommene Ablagerungen der Ozeanböden stellen eine wichtige Dokumentation der Klimaveränderungen während der letzten 2 Millionen Jahre dar. Aus den Sedimenten lassen sich die Temperaturschwankungen der Ozeane herauslesen. Die Sedimente setzen sich vor allem aus den Gehäusen einzelliger Meerestiere, den Foraminiferen („Kammerlinge“), zusammen.
Eiskerne: Auch Bohrkerne der Eisdecken der Arktis und Antarktis liefern Daten über Klimaschwankungen der letzten Jahrtausende. Die Eisschilde bestehen aus jährlichen Ablagerungen, die abgezählt werden können.
Pollenanalyse: Blütenpollen sind sehr widerstandsfähig. Pollenproben werden mittels Kernbohrern aus Mooren und Seeablagerungen oder aus den Schichten archäologischer Grabungen entnommen. Die Analyse der Proben ergibt eine Rekonstruktion der Vegetation. Pollenprofile geben Rückschlüsse auf Umwelt- und Klimaveränderungen.
Faunendatierung: Säugetiere waren in den letzten Millionen Jahren erheblichen Evolutionsprozessen unterworfen, neue Formen haben sich entwickelt und alte Formen sind ausgestorben. Auf die Faunendatierung wird z.B. an afrikanischen Australopithecinen-Fundstellen zurückgegriffen, wenn keine andere Datierungsmethode angewendet werden kann. Die Faunen einer bestimmten Fundschicht werden mit denen anderer, bereits absolut datierten Faunen verglichen.
B) Absolute Datierungsmethoden
Dendrochronologie (Baumringdatierung): Baumstämme setzen jedes Jahr einen neuen Wachstumsring an. Die Breite dieser Ringe ist von klimatischen Gegebenheiten abhängig: In trockenen Jahren sind die Ringe schmal, in feuchten Jahren mit starkem Baumwachstum dagegen dick. So ergeben sich miteinander vergleichbare Jahresringmuster.
Radiocarbondatierung (C-14-Methode): Kosmische Strahlen erzeugen bei ihrem Eintritt in die Erdatmosphäre Neutronen, die mit dem in der Luft enthaltenen Stickstoff 14 (N-14) das radioaktive Kohlenstoff-Isotop C-14 bilden. Das C-14 gelangt zusammen mit dem nichtradioaktiven, gewöhnlichen Kohlenstoff C-12 durch Photosynthese in den Stoffwechsel der Pflanzen und damit in die Nahrungskette tierlischer Organismen. Ein toter pflanzlicher oder tierlischer Organismus nimmt kein neues C-14 mehr auf, das vorhandene C-14 verstrahlt und zerfällt in den nichtradioaktiven Stickstoff N-14. Ausgehend von einer bestimmten Halbwertszeit des C-14 (5730 Jahre) sowie von einem konstanten Verhältnis der Kohlenstoff-Isotope C-12 und C-14, kann man durch Bestimmung der Anteile beider Isotope in organischem Material dessen Alter feststellen.
Kalium-Argon-Datierung: Diese Methode basiert ebenfalls auf dem Prinzip des radioaktiven Zerfalls. Kalium 40 (K-40) ist ein radioaktives Isotop des in den meisten Mineralien enthaltenen Elementes Kalium. Seine Halbwertszeit beträgt 1,3 Milliarden Jahre. Ein Zerfallsprodukt des K-40 ist das Gas Argon (Ar). Die Altersbestimmung ergibt sich aus der Messung des im Gestein enthaltenen Argon im Vergleich zum noch nicht zerfallenen Kaliumisotop.
Thermolumineszenz-Datierung: Es ist ein Verfahren der Altersbestimmung von Mineralien, die im Laufe der Zeit durch die natürliche radioaktive Strahlung Gitterschäden erleiden. Dadurch nehmen die Valenzelektronen (auf der äußeren Schale des Atoms befindliche Elektronen) ein höheres Energieniveau ein. Durch Erhitzen wird der Vorgang unter Lichtabstrahlung rückgängig gemacht. Die abgegebene Lichtmenge stellt ein Maß für das Alter der Mineralprobe dar.
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