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Geschichte+Archäologie

Wie präzise ist die Radiokarbondatierung?

Mumie
Bei der Radiokarbondatierung ägyptischer Mumien könnte es Diskrepanzen geben. (Bild: webking/ iStock)

Die Altersbestimmung von archäologischen Fundstücken mittels Radiokarbondatierung könnte vor allem für Fundstätten im Mittelmeerraum ungenauer sein als bislang angenommen. Denn wie eine Studie enthüllt, weichen dort die Wachstumsperioden der Vegetation von denen in unseren Breiten ab. Das beeinflusst den Radiokarbonwert und führt damit zu Verfälschungen von bis zu 50 Jahren. Gerade für die Datierung von Funden aus alten Hochkulturen ist dies erheblich.

Seit den 1940er Jahren ist sie der Goldstandard der archäologischen Datierung: die Messung der Kohlenstoff-Isotopenwerte. „Wenn ein Material organisch ist und alt – bis zu 50.00 Jahre – dann datiert man es mit der Radiokarbonmethode“, erklärt Sturt Manning von der Cornell University in Ithaca.

Kern der Methode ist der allmähliche Zerfall des Kohlenstoff-Isotops C-14 in Knochen, Pflanzenresten und anderen organischen Relikten im Laufe der Zeit. Während lebende Wesen mit Wasser und Nahrung immer neue Mengen dieses von kosmischer Strahlung erzeugten Isotops aufnehmen, bleibt dieser Nachschub bei abgestorbenen Relikten aus. Daher kann man aus dem Verhältnis des Isotops C-14 zum stabilen Isotop C-12 ermitteln, wie lange diese Kohlenstoffvariante schon ohne Nachschub zerfällt und damit auch, wie alt ein Fossil, die Asche eines Lagerplatzes oder auch Tierknochen sind.

Nur eine Referenzkurve für die gesamte Nordhalbkugel

Allerdings gibt es dabei einen Haken: Weil die Produktion des C-14-Isotops in der Atmosphäre mit der Intensität der auf die Erde treffenden kosmischen Strahlung schwankt, benötigt man zusätzlich weitere Informationen. Diese kann man durch Analysen bestimmter anderer Isotope in den Jahresringen von Bäumen erhalten. Seit 1986 gibt es dafür eine Standard-Kalibrierungskurve, die aus den Jahresringdaten von Bäumen der gemäßigten Breiten ermittelt wurde. „Eine einzige Kalibrierungskurve für die Nordhalbkugel bildet seit fast fünf Jahrzehnten die Basis für nahezu alle Radiokarbondatierungen in Europa und dem Mittelmeerraum“, erklären Manning und seine Kollegen.

Doch diese Referenzkurve scheint nicht in allen Gegenden gleich stimmig zu sein, wie inzwischen einige Studien nahelegen. „In dem Maße, wie die Messgenauigkeit zunimmt, wachsen auch die Hinweise für kleine, aber substanzielle regionale Abweichungen in den Radiokarbondaten des gleichen Jahres“, erklärt Manning. Vor allem bei Überresten aus dem Mittelmeerraum gibt es immer wieder unerklärliche Differenzen zwischen dem Alter, das diese Fundstücke nach historischen Dokumenten oder anderen Quellen haben müssten und dem, was die auf dieser Kalibrierungskurve basierende Radiokarbondatierung misst.

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Abweichungen von bis zu 31 Jahren

Welcher Effekt hinter diesen Abweichungen stecken könnte, haben Manning und sein Team nun mithilfe systematischer Vergleiche von Holzproben aus dem ersten und zweiten Jahrtausend vor Christus untersucht. Sie verglichen dafür die Isotopenwerte von Material aus Deutschland mit dem von Holzproben aus Anatolien sowie Norditalien. Dabei zeigte sich: Die im Holz eingelagerten Isotopenwerte von C-14 zeigen selbst bei Jahresringen aus demselben Jahr Abweichungen in der Radiokarbondatierung von 13 bis zu 31 Jahren, wie die Forscher berichten. Als Ursache dafür sehen sie unter anderem die Tatsache, dass der C-14-Gehalt der Atmosphäre auch mit der Vegetationsperiode schwankt. Diese jedoch liegt in einigen Regionen des Mittelmeerraums nicht im Frühjahr und Sommer wie hierzulande, sondern eher im feuchten und milden Herbst und Winter.

Eine Abweichung von weniger als 50 Jahren erscheint zwar auf den ersten Blick nicht viel, wenn man bedenkt, dass die Radiokarbondatierung bis zu 50.000 Jahre zurückreichen kann. Doch gerade für die Zeit der großen Hochkulturen im Mittelmeerraum könne schon eine solche Abweichung ein verzerrtes Bild liefern, betonen Manning und sein Team. Als Beispiel dafür nennen sie die Datierung des Todes von Pharao Tutenchamun, aber auch den Ausbruch des Vulkans, der die Insel Santorini (Thera) weitgehend zerstörte. Reste archäologische Funde sprachen dafür, dass diese Eruption etwa um 1500 v. Chr. stattfand, nach bisherigen Radiokarbondaten müsste sie aber rund hundert Jahre früher stattgefunden haben. Unter Berücksichtigung der nun festgestellten Abweichungen kommen Manning und seine Kollegen auf einen Zeitraum zwischen 1649 und 1617 – also sogar noch früher als bisherige Messungen.

Nach Ansicht der Wissenschaftler ist es insbesondere für die Erforschung der frühen Kulturen des Mittelmeerraums wichtig, die Radiokarbondatierung entsprechend den regionalen Eigenheiten zu rekalibrieren. Denn gerade in der Zeit vor rund 3500 Jahren – in der die Abweichungen am größten sind – hat sich in der Geschichte dieser Region besonders viel getan. „Die Altersbestimmung zu korrigieren, könnte daher auch unsere Sicht der Geschichte verändern und das Wissen darüber, welche Gruppen wann dazu beitrugen, die klassischen Zivilisationen zu prägen“, sagt Manning.

Quelle: Cornell University; Fachartikel: Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.aaz1096

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