Geochronologie

Geochronologie: Teilgebiet der Geologie, das sich mit der Bestimmung des relativen und des absoluten Alters von Gesteinen befasst. Die Methoden zur Bestimmung des absoluten Alters (Angabe in Jahren) sind in ihrer Anwendungsbreite begrenzt, das heißt nur für Bildungen bestimmter erdgeschichtlicher Epochen beziehungsweise bestimmter geochemischer Zusammensetzung anwendbar. Für das Quartär eignen sich Bändertonchronologie, Dendrochronologie, Pollenanalyse unter anderem sowie verschiedene physikalischen Bestimmungsmethoden, wie Radiokohlenstoff- und Tritiummethode. Für ältere Zeiten der Erdgeschichte eignen sich nur solche physikalischen Methoden wie Datierungen nach der Uran-, Blei-, Thorium-, Samarium/Neodym-, Helium-, Rubidium-Strontium- und Kalium-Argon-Methode sowie nach der Fission-track-Methode und nach der Magnetostratigraphie. Die Bänderton- (auch Warnen-) Chronologie beruht auf der Auszählung von Jahresschichten, der Warven, in Tonen. Die Pollenanalyse ermöglicht die Bestimmung des relativen Alters von Gesteinsschichten mit Hilfe verschiedener Blütenstaubtypen. Sie gestattet Datierungen von Sedimenten der nacheiszeitlichen Waldgeschichte etwa im Zeitraum von 12000 Jahren. Die Radiokohlenstoffmethode (C14-Methode) benutzt den durch Neutronen der Höhenstrahlung aus dem Stickstoff der Atmosphäre gebildeten radioaktiven Kohlenstoff C14. Er wird durch Assimilation in lebende Gewebe eingebaut, bleibt auch nach deren Absterben im Holz, in Knochen u. a. kohlenstoffhaltigen Resten und zerfällt mit einer Halbwertszeit von rund 5 500 Jahren. Unter der Voraussetzung, dass die Intensität der Neutronen in der Höhenstrahlung ungeändert blieb, die ursprünglich Konzentration des C14 also aus heutigen Werten gefunden werden kann, lässt sich aus dem jetzigen Verhältnis des aktiven Kohlenstoffs das Alter fester kohlenstoffhaltiger Substanzen bestimmen. Die obere Grenze der so messbaren Zeiten liegt bei 50000 Jahren. Die im Laufe der Zeit erfolgte Verschiebung des Konzentrationsverhältnisses von Uran beziehungsweise Thorium zu Blei wird bei der Bleimethode benutzt. Für uran- oder thoriumhaltige Gesteine benutzt man bei geringen Konzentrationen die Heliummethode, bei der der Gehalt des bei a-Zerfall gebildeten Heliums im Verhältnis zu den Ausgangsnukliden ausgewertet wird. Mit der Kalium-Argon-Methode bestimmt man das Alter von Gesteinen nach dem Mengenverhältnis des radioaktiven K-Isotops K40 und seines Zerfallsproduktes Ar 40. Die Rubidium-Strontium-Methode beruht auf der Bestimmung des Gehaltes an Strontium 87, das durch /9-Zerfall aus Rubidium 87 entstanden ist. Mit dieser Methode sind Datierungen bis zu 4,5 Md. Jahren möglich. Das Alter der Erde beträgt nach Ergebnissen der Geochronologie 4,47 bis 4,57 Md. Jahre.