Steinjung?
Neue Kalibrierung der Uran-Blei-Methode zeigt, dass das Alter von Gesteinen bislang systematisch überschätzt wurde.
Die Uran-Blei-Datierung ist ein sehr präzises Werkzeug zur Altersbestimmung von alten Gesteinen. Sie ist universell einsetzbar zur Datierung sowohl irdischer Gesteine als auch von Meteoriten. Die Methode beruht auf dem Zerfall der sehr langlebigen, radioaktiven Uran-Isotope in stabile Blei-Isotope. Das Isotopenverhältnis von Uran-238 zu Uran-235, das in die Altersbestimmung eingeht, hatte man bislang mit einem festen Wert von 137,88 zu 1 angenommen. Ein Forschungsprojekt des British Geological Survey hat nun herausgefunden, dass dieser Wert etwas zu hoch lag, und ihn zu 137,818 korrigiert, mit einer Variation von ±0,045.
Abb.: Befüllung des Massenspektrometers mit flüssigem Stickstoff. (Bild: J. Hiess / British Geological Survey)
Bei der Uran-Blei-Datierung wird das Isotopenverhältnis der Uran-Isotope U-238 und U-235 sowie das der Blei-Isotope Pb-206 und Pb-207 bestimmt. U-238 zerfällt über die Uran-Radium-Zerfallsreihe zu Pb-206, U-235 über die Uran-Actinium-Reihe zu Pb-207. Aus den bekannten Halbwertszeiten der Uran-Isotope und dem Verhältnis der Uran- und Blei-Isotope kann man so mit hoher Genauigkeit das Alter einer Gesteinsprobe errechnen. (Die Halbwertszeiten der zwischen Uran und Blei liegenden Isotope sind im Vergleich zu denjenigen der Uran-Isotope so gering, dass sie vernachlässigt werden können.) Diese Methode bietet sich aufgrund der hohen Halbwertszeit von Uran insbesondere für sehr alte Gesteine bis hin zur Entstehung der Erde an.
Die Forscher benutzten zur Neukalibrierung der Uran-Blei-Methode Gesteinsproben von Zirkon und einigen anderen uranhaltigen Mineralen aus insgesamt 58 verschiedenen weltweit verteilten Fundstätten. Zirkon ist ein wichtiges Mineral für die Uran-Blei-Methode, da es gegenüber geologischen Einflüssen sehr widerstandsfähig ist. Die Wissenschaftler analysierten die Gesteinsproben in einem Massenspektrometer. Dabei stellten sie nicht nur den neuen Wert fest, sondern entdeckten auch eine leichte Variabilität in den Werten. Die Forscher führen diese Variabilität darauf zurück, dass U-238 und U-235 bei den hohen Temperaturen, wie sie in der Magma auftreten, ein wenig fraktioniert werden können.
Damit müssen nun zahlreiche Datierungen alter Gesteine nach vorne verlegt werden. Bei den älteren Gesteinen summiert sich der Effekt auf bis zu 700.000 Jahre. Die Neudatierung betrifft also eine ganze Reihe geologischer Prozesse von der Entstehung der Erde über die Bildung von Kontinenten und Erzlagerstätten bis hin zu evolutionär und klimatisch bedeutsamen Ereignissen.
Dirk Eidemüller
