Radiokarbonmethode (Radiokohlenstoff-Datierung, C14-Methode, C14-Datierung) (engl. radiocarbon method, radiocarbon dating, 14C-method)
Was ist die Radiokarbonmethode?
Die Radiokarbonmethode ist eine Methode zur Altersbestimmung (Datierung) von kohlenstoffhaltigen Materialien (z. B. Holz, Knochen) mithilfe des natürlich stattfindenden radioaktiven Zerfalls des Kohlenstoffisotops 14C (gesprochen: Kohlenstoff 14). Die Radiokarbonmethode ermöglicht eine zuverlässige und vergleichsweise genaue Datierung von Materialien, die zwischen 1000 und 40000 Jahre alt sind.
Wie ist das Prinzip der Radiokarbonmethode?
Jedes radioaktive Atom zerfällt innerhalb eines bestimmten Zeitraums. Üblicherweise gibt man als Größenwert hierfür die Halbwertszeit an, also die Zeit, innerhalb derer die Hälfte der radioaktiven Atome zerfällt. Beim 14C (ein radioaktives Isotop des Kohlenstoffs) beträgt diese Halbwertszeit 5730 Jahre. Das heißt: Wenn zu einem bestimmten Zeitpunkt 10 Millionen radioaktive 14C-Atome vorhanden sind, werden es nach 5730 Jahren noch 5 Millionen sein. Nach weiteren 5730 Jahren (also nach insgesamt 11460 Jahren) sind es nur noch 2,5 Millionen... usw. Diesen regelhaften Zerfall kann man zur Datierung nutzen, wenn man unterstellt, dass der Gehalt an 14C in der Erdatmosphäre über lange Zeiten konstant war* und beim Aufbau lebender Substanz über die Zeit gleichmäßig "eingebaut" wurde.
Wie bestimmt man mit diesem Wissen das Alter?
Findet man z. B. Holzreste eines bestimmten Baumes, die nur noch halb soviel 14C enthalten wie das Holz eines heutigen Baums, so kann man sagen, dass dieser Baum vor ca. 5730 Jahren abgestorben ist (in den 5730 Jahren ist die Hälfte der radioaktiven Atome zerfallen). Findet man nur ein Viertel der heutigen Menge, so ist der Baum vor ca. 11460 Jahren abgestorben.
Der Zeitpunkt des Absterbens ist relevant, weil dies der Zeitpunkt ist, zu dem der Baum die Aufnahme von Kohlenstoffdioxid eingestellt hat. Kohlenstoffdioxid ist die Quelle des radioaktiven Kohlenstoffs, und nach dem Absterben zerfällt lediglich im Baum vorhandes 14C, neues wird hingegen nicht mehr aus der Luft aufgenommen und im Stoffwechsel verarbeitet. Die Folge ist: Der Gehalt an 14C wird mit der Zeit immer geringer. Entsprechend lässt sich auch das Alter von Tierleichen und Menschen bestimmen: Denn über die Nahrungskette nehmen auch lebende Tiere und der Mensch fortlaufend 14C auf. Mit ihrem Tod endet diese Aufnahme von 14C.
Wer hat diese Form der Altersbestimmung erfunden?
Die Radiokarbonmethode wurde vom amerikanischen Chemiker Willard Frank Libby (1908-1980) in den 50er-Jahren des zwanzigsten Jahrhunderts erfunden. Libby erhielt hierfür 1960 den Nobelpreis für Chemie.
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* Dies Annahme stimmt tatsächlich nicht ganz: Da der Gehalt an 14C in der Erdatmosphäre im Laufe der vergangenen Jahrhunderte nicht konstant war, sind die Datierungen im Rahmen eines Fehlers von ca. 10 % zu deuten.
Siehe auch unter:
 Dendrochronologie
Halbwertzeit eines Radioisotops
Literatur:
Internet:
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