Durchbruch bei geologischer Datierung erwartet
Laut Wissenschaftlern der Europäischen Wissenschaftsstiftung (EWS) steht ein Durchbruch bei der geologischen Datierung, dem Einsatz chemischer Analyseverfahren zur Schätzung des Alters geologischer Proben, bevor. Dieser Durchbruch, der bestehende Verfahren mit neuen Entwicklungen kombinieren soll, soll für eine höhere Genauigkeit bei der Bestimmung großer Zeitspannen sorgen, wodurch man dem Anfang der Welt näher kommt. Diese Erkenntnis sollte nicht nur den Geowissenschaften nutzen, sondern auch anderen Bereichen, für die die genaue Datierung der geologischen Zeit sehr wichtig ist, glauben die Wissenschaftler. Die Geowissenschaften sind von genauen Datierungen abhängig, um vergangene Ursachen und Folgen zu enträtseln und um die treibenden Kräfte zu verstehen, die Ereignisse wie die Eiszeit und das Massensterben eingeleitet haben. Gleichzeitig sind andere Disziplinen wie die Evolutionsbiologie und die Klimaforschung von der genauen Datierung geologischer Prozesse abhängig, um eine Grundlage für ihre Untersuchungen zu erhalten. Obwohl in den vergangenen Dekaden bereits große Fortschritte gemacht wurden, gibt es immer noch Messunsicherheiten, die die Untersuchung wichtiger vergangener Ereignisse und Formationsprozesse behindern. Deshalb hat die EWS einen Workshop veranstaltet, um Europas Spitzenposition in Geochronologie anzukurbeln. Auf diesem Workshop wurde der Bedarf für die Verbesserung dreier Hauptdatierungsmethoden festgestellt. Sie sollen aufeinander abgestimmt werden, um eine noch höhere Genauigkeit zu erhalten. "Das wichtigste Ergebnis [des Workshops] ist, dass wir zuerst an der Verbesserung der numerischen Werkzeuge zur Kalibrierung der geologischen Zeitskala arbeiten müssen", sagt Klaudia Kuiper, wissenschaftliche Leiterin des von der EWS geförderten Workshops. Obwohl bei den derzeit eingesetzten Verfahren Messunsicherheiten von 0.5% bis 1% erzielt werden, was eigentlich sehr gut ist, können diese einer Abweichung von mehreren Millionen Jahren auf der geologischen Zeitskala entsprechen. Ziel ist, die Messunsicherheit auf unter 0,1% zu reduzieren, was einem Fehler von weniger als 100.000 Jahren bei einer Zeitspanne von 100 Millionen Jahren entspricht. Die drei Hauptinstrumente, die derzeit zur Datierung geologischer Ereignisse eingesetzt werden, sind die Argon-Argon-Datierung, Uran-Blei-Datierung und astronomische Methoden. Bei der Argon-Argon-Datierung wird die Zerfallsrate eines Kaliumisotops zu Argon gemessen. Das geschieht zeitlich vorhersehbar, allerdings werden hier die Anteile der beiden verschiedenen Argonisotope berücksichtigt, die sich während dieses Prozesses bilden. Auch die Uran-Blei-Datierung, eine der ältesten und ausgefeiltesten Methoden, macht sich den radioaktiven Zerfall zunutze. Aber in diesem Fall stützt sich die Messung auf eine Beziehung zwischen den unterschiedlichen Zerfallsraten zweier Uranisotope, wodurch sich die Genauigkeit des Messergebnisses entscheidend erhöht. Auf der anderen Seite funktioniert die astronomische Datierung ganz anders. Sie nutzt die langfristigen zyklischen Veränderungen der Erdumlaufbahn und der Erdachse aus. Diese führen zu Klimaänderungen, die sich in Sedimentablagerungen messen lassen, und damit eine Datierungsmethode liefern, die mit geologischen Ereignissen in Bezug gesetzt werden kann. Diese Methoden haben Vor- und Nachteile. Astronomische Datierung ist sehr genau, aber nur für relativ kurze Zeitspannen auf der geologischen Skala, bis zu maximal 250 Millionen Jahren, was gerade einmal 5% der Lebenszeit der Erde ausmacht. Mit der radiometrischen Datierung kann man die Geschichte der Erde bis zu 4,5 Milliarden zurück verfolgen. Diese Methode ist allerdings nicht so genau und eine gewisse Messunsicherheit bleibt bestehen. Heute wird die astronomische Datierung für Ereignisse eingesetzt, die in den vergangenen 23 Millionen Jahren passiert sind, die Argon-Argon-Methode für Ereignisse bis zu 100 Millionen Jahren zurück und schließlich die Uran-Blei-Datierung für ältere Ereignisse. Durch Kombination dieser Methoden könnte ein weiterer Fortschritt erzielt werden. Für Dr. Kuiper würde dies eine neue Generation von geologischen Zeitskalamessungen einläuten, die neue Einblicke in kritische Ereignisse im Laufe der Erdgeschichte geben würden. Dr. Kuiper glaubt, dass diese genauso spannend sein könnten wie manche Einblicke, die durch die letzte Generation von Datierungstechnologien gewährt wurden, wie beispielsweise die Datierung der großen Eiszeiten im Pleistozän, vor 2 Millionen und 11.000 Jahren.