Das Alter des Kohlenstoffs

Nur selten findet sich ein passendes Dokument, um das Alter eines Fundes zu bestimmen. Auch kunstgeschichtliche Methoden liefern meist keine verlässlichen Daten. Hier hilft die Physik. Denn bei vielen chemischen Elementen existieren verschiedene Atomsorten (Isotope), von denen einige radioaktiv zerfallen. Am bekanntesten ist wohl das Kohlenstoffisotop C-14. Dieses wird mit einer in historischer Zeit meist konstanten Rate durch kosmische Strahlung neu gebildet und zerfällt unter Abgabe von Betateilchen mit einer Halbwertszeit von 5730 Jahren. Lebewesen nehmen deshalb einen bekannten Anteil C-14 mit dem Kohlenstoff auf, solange sie leben. Nach dem Tod (oder dem Fällen des Baums) nimmt die C-14-Konzentration durch Zerfall kontinuierlich ab. Je weniger C-14 nachgewiesen wird, desto älter ist das Objekt also. Der C-14-Anteil kann bestimmt werden, indem eine Probe des Materials soweit chemisch zersetzt wird, dass reines CO2 entweicht. Aus der gemessenen Betastrahlung ergibt sich der C-14-Anteil. Aufwendiger, aber materialsparender ist die Massenspektrometrie. Der reine Kohlenstoff der Probe wird verdampft, die ionisierten Atome werden beschleunigt und im Magnetfeld nach Masse getrennt. So wird die Zahl der C-14-Atome direkt gezählt.

Die Isotope des Schwermetalls Strontium wiederum erlauben bei Knochen und Zähnen wegen ihrer lokalen Schwankungen eine Bestimmung der Herkunft von Menschen und Tieren. StS