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Blick zurück entzerrt

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 22.10.2012 11:35

Was wäre eine geschichtsschreibende Wissenschaft ohne Zeittafel, ganz gleich ob sie sich mit der Entwicklung der menschlichen Kulturen befasst, mit der Entwicklung des Menschen selbst oder der des Lebens. Datierungsprobleme bekommen daher sofort grundsätzliche Bedeutung, das gilt für Geschichte und Archäologie gleichermaßen wie für Paläontologie oder Geologie. Wissenschaftler aus Japan, Großbritannien und Deutschland haben jetzt die Radiokarbon-Methode, eine der meistgebrauchten Datierungsmethoden, wesentlich verbessert. Gerade für ältere Fundstücke, zum Beispiel aus der jüngsten Eiszeit, wird die zeitliche Einordnung genauer.

Der Suigetsu-See an der Westküste der japanischen Hauptinsel Honshu. (Bild: Science)Der Suigetsu-See gehört zu einer stillen Seenplatte an der Westküste der japanischen Hauptinsel Honshu, keine zwei Kilometer von der Küste des Japanischen Meeres entfernt. Die Gegend ist durch deutliche Jahreszeiten geprägt, denn im Winter bläst ein kalter Wind von Sibirien über das Meer und bringt oft starken Schneefall. "Trotzdem ist die Region nie von Gletschern bedeckt gewesen, sogar während der jüngsten Eiszeit gab es hier Bäume und ihre Blätter fielen in den See", erklärt Takeshi Nakagawa, Professor für Quartärgeologie an der Universität im britischen Newcastle. Der starke jahreszeitliche Wechsel spiegelt sich auch im Boden des maximal 34 Meter tiefen Sees wider, weshalb Nakagawa sich so brennend für das stille Gewässer interessiert. "Der See ist seit mindestens 50.000 Jahren unverändert geblieben und seitdem hat sich hier eine Sedimentlage über der anderen abgelagert, so dass man buchstäblich den Ablauf eines Jahres aus den Sedimenten ablesen kann", ergänzt Christopher Bronk Ramsey, Professor am Forschungslabor für Archäologie und Kunstgeschichte der Universität Oxford, einem der führenden Radiokarbon-Labore der Welt.

33.800 Jahre ist dieses Blatt aus dem japanischen Suigetsu-See alt. (Bild: Science/Richard Staff)50.000 Jahre ungestörte Ablagerung und dann auch noch Blattreste, die - das muss noch ergänzt werden - im sauerstoffarmen Bodenwasser des Sees kaum abgebaut wurden: Das hat Datierungsexperten aus Japan und Europa so sehr interessiert, dass sie in einem internationalen Bohrprojekt Kerne aus dem Seesediment geborgen haben und auf ihre Gehalte an radioaktivem Kohlenstoff gemessen haben. "Es gibt relativ wenige Seen, die Jahresschichtung aufweisen", betont Achim Brauer, Professor am Deutschen Geoforschungszentrum in Potsdam. Die Potsdamer haben in dem Projekt den umfangreichen und arbeitsaufwendigen Part der Schichtenzählung übernommen und kamen dabei im Jahr 52.800 vor heute an. Das Oxforder Radiokarbonlabor wiederum maß an insgesamt 651 Punkten die C-14-Gehalte. Beides zusammen leistet etwas für die C-14-Methode einmaliges. Ramsey: "Diese Messungen liefern uns Eichwerte für die Radiokarbon-Methode, die ziemlich genau bis zum Rand des Messbereichs dieser Methode zurückreichen."

Bohrkern aus dem japanischen Suigetsu-See. (Bild: Science/Takeshi Nakagawa)Seit rund 50 Jahren benutzen Archäologen, Paläoanthropologen und Historiker die Radiokarbon-Methode, um Überreste zu datieren. 1960 brachte sie ihrem Entwickler Willard Frank Libby sogar den Nobelpreis für Chemie. Tausende von Daten, insbesondere aus Zeiten, in denen es keine schriftlichen Überlieferungen gibt, beruhen auf dieser Methode, die den radioaktiven Zerfall des instabilen Kohlenstoffisotops C-14 verwendet. C-14 wird in der Atmosphäre produziert, wenn kosmische Strahlung auf Kohlenstoffatome einhämmert, und es wird von den Pflanzen laufend in die durch Photosynthese produzierten Kohlehydrate eingebaut. Von da aus gelangen der Radiokohlenstoff über die Nahrungskette in alle höheren Lebewesen. So haben alle Lebewesen einer Generation so ziemlich denselben Gehalt von radioaktivem Kohlenstoff. Erst wenn das Lebewesen stirbt, beginnt die Radiokarbonuhr zu ticken und zeigt die Zeit an, die seither vergangen ist. Das funktioniert für einen Zeitraum von rund 60.000 Jahren ziemlich gut, darüber hinaus ist wegen des radioaktiven Zerfalls nicht mehr genug C-14 für eine zuverlässige Messung vorhanden.

Bohrkern aus dem Suigetsu-See, links in polarisiertem, rechts in normalem Licht. (Bild: Science/Gordon Schlolaut)Die Sedimente des Suigetsu-Sees decken fast exakt diese Periode ab und sie liefern durch die Jahresschichtung unabhängig datierbare Messpunkte. Denn wie jedes Messinstrument muss auch die Radiokarbon-Zeitrechnung geeicht werden, weil der C-14-Anteil in der Umwelt über die Jahrtausende hinweg schwankt. Vor allem für die Paläoanthropologen hat das bislang ein Problem dargestellt, denn die Radiokohlenstoff-Methode eicht man mit Relikten, deren Alter unabhängig vom Radiokohlenstoffgehalt bestimmt wurde. "Für die Zeit bis vor etwa 12.000 Jahren benutzen wir dafür Baumring-Archive, die aus verschiedenen Teilen der Welt kommen und uns ziemlich übereinstimmend sagen, wie hoch der Radiokarbon-Anteil in früheren Jahren war", erklärt Christopher Bronk Ramsey, "für die Zeit davor hatten wir eine gewisse Idee, weil wir marine Sedimente und Ablagerungen in Höhlen nutzen, aber deren Radiokarbongehalte spiegeln nicht notwendigerweise die Atmosphärengehalte wider." Mit den Suigetsu-Sedimenten sei es wie in der Astronomie mit einem besseren Teleskop, "was wir vorher etwas verschwommen sahen", so Ramsey, "sehen wir jetzt mit viel besserer Auflösung". In den kommenden Monaten werde sich die Radiokarbon-Gemeinschaft zusammensetzen und aus allen zur Verfügung stehenden Daten eine neue Eichkurve für die C14-Datierung erstellen. "Die Suigetsu-Daten", so Christopher Ramsey, "werden dabei das tragende Gerüst liefern."

Von einem Floß aus bohrte das Team in den Boden des japanischen Suigetsu-Sees. (Bild: Science/Christopher Bronk Ramsey)Bereits gemessene Radiokarbon-Daten werden nicht neu gemacht werden müssen, sie werden nur neu bewertet werden, und das könnte bei den älteren Fundstücken durchaus die eine oder andere Neudatierung geben. "Die Genauigkeit der Datierung dürfte sich bei manchen Relikten um bis zu 1000 Jahre verbessern", schätzt Paula Reimer, Archäologin von der Queen's University im nordirischen Belfast. Bei den lokal rasch wechselnden Klimabedingungen während der Eiszeit könnte das entscheidend werden, Vormarsch und Rückzug der Gletscher liefen damals durchaus schneller ab und entsprechend schnell schrumpfte oder wuchs der Lebensraum am Gletscherrand. "Mit der neuen Kalibrierung können die Zeitpunkte des Aussterbens der Neandertaler oder der Ausbreitung des modernen Menschen in Europa in Zukunft genauer bestimmt werden", betont Achim Brauer.

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