Altersdatierungen

Im archäologischen Alltag kommt es regelmäßig vor, dass die zeitliche Ansprache eines archäologischen Befundes, wie einer Schicht, einer Grube oder eines Fundstückes zwar notwendig wäre, eine Einstufung nach archäologischen Kriterien aber zu ungenau oder überhaupt nicht möglich ist. Zur Lösung dieser Probleme bieten sich daher vor allem absolute Altersdatierungen mit Hilfe physikalischer oder botanischer Methoden an. Doch welche Methode ist die am besten geeignete und welches Material kann dafür verwendet werden?

Langjährige Erfahrungen mit Altersdatierungen unterschiedlicher Materialien und Methoden auf Grabungen und bei der geochronologischen Einstufung natürlicher Ablagerungen möchte Geo Arch Bot an Sie weitergeben.

Absolute Datierung von Grabungshorizonten und Objekten mit Hilfe physikalischer oder botanischer Methoden:

  • 1. Beratung bei der Wahl der bestmöglichen Datierungsmethode
  • 2. Entnahme und Auswahl von geeignetem Probenmaterial im Gelände und im Labor
  • 3. Organisation, Kontakt zum Datierungslabor, Beratung bei der Interpretation der ermittelten Alter

Die im archäologischen Alltag gängigsten Datierungsmethoden sind:


14C konv./AMS;

Die 14C Methode gehört zu den wichtigsten Methoden der radiometrischen Altersdatierung. Sie beruht darauf, dass das zu datierende Material neben „normalem“ Kohlenstoff (12C) auch einen gewissen Anteil an radioaktivem Kohlenstoff (14C) beinhaltet. Alle lebenden Organismenweisen durch den Austausch mit der Atmosphäre den gleichen, jedoch äußerst geringen Anteil an 14C auf. Stirbt ein Lebewesen, so ist der Austausch unterbrochen und
der radioaktive Kohlenstoff zerfällt. Nach 5730 Jahren Halbwertszeit ist dann nur noch die Hälfte der anfänglichen Radioaktivität vorhanden, nach der doppelten Halbwertszeit nur noch ein Viertel usw. So lässt sich aus dem 14C Gehalt eines kohlenstoffhaltigen Materials sein absolutes Alter berechnen. Das Höchstalter ist bei dieser Methode je nach Messapparatur bei 35000 bis 50000 Jahren erreicht. Bei der konventionellen 14C-Analyse wird der radioaktive Zerfall von 14C einer Substan mit dem Zählrohr gemessen. Bei der 14C-AMS Methode hingegen werden alle 14C Atome in einem Teilchenbeschleuniger (AMS) aufgrund ihres spezifischen Gewichts getrennt. Dafür werden nur geringe Mengen an Kohlenstoff, wenige Milligramm, benötigt. Bestimmte Probleme, sogenannte „Effekte“ führen dazu, dass zwischen dem ermittelten 14C-Alter einer Probe und ihrem tatsächlichen Kalenderalter zum Teil ein erheblicher Unterschied bestehen kann. So war beispielsweise der 14C-Gehalt in der Atmosphäre nicht immer konstant.
Durch einen offenbar höheren atmosphärischen 14C-Gehalt werden 14C-Alter zum Älteren um bis zu 2000 Jahre zu jung. Die ermittelten konventionellen Alter müssen daher in kalibrierte Alter umgerechnet, kalibriert werden. Dazu werden Kalibrationskurven wie zum Beispiel dendrochronologisch und radiometrisch datierte Eichen- und Kiefernchronologien genutzt. Sie zeigen die Abweichungen zwischen beiden Methoden. Hinzu kommt, dass in bestimmten Zeiträumen, so im Spätglazial und während der Hallstattzeit (800 - 400 v.Chr.)über längere Zeiträume gleiche 14C-Alter gemessen. werden. In der Kalibrationskurve werden sie als „Plateaus“ sichtbar und erlaubenin diesen Zeiträumen keine exakten Datierungen.

Der Befund einer technischen Anlage („Ofen“) der Grabung Kirchhain 13, Radenhausen konnte durch 14C-Datierungen an verkohlten Getreidekörnern aus seiner Verfüllung in die Hügelgräberbronzezeit eingestuft werden. Der archäologische Befund ist damit ein seltener Beleg für einen Siedlungshinweis dieser Zeit in Mittelhessen. 14C konv. Hv 18206: 3235 +/- 55 BP (mit freundlicher Genehmigung durch Prof. Dr. M. Meyer, Freie Universität Berlin). Die Kalibrationskurve zeigt den Bereich, in dem das Kalenderalter (calibrated date) des Befundes liegt.

Mit Hilfe der 14C-Methode konnten pleniglaziale Florenreste der letzten Kaltzeit aus Kiesgruben im Marburger Lahntal datiert werden. Die abgebildeten pflanzlichen Makroreste (1= Biscutella laevigata, Teil einer Frucht des Brillenschötchens; 2 = Papaver alpinum/nudicaule-Gruppe, Samen eines alpinen oder nordischen Mohns) liegen mit ca. 32.000 Jahren vor heute nahe der Obergrenze der Datierungsmethode.

 

OSL/IRSL;

Lumineszenzdatierungen sind dosimetrische Altersdatierungen, die sich Strahlenschäden zunutze machen. Sie sind ideal für die Altersbestimmung äolischer Sedimente, haben sich in den vergangenen Jahren jedoch auch bei der Datierung von Kolluvien bewährt.

Die Lumineszenzdatierung zählt zu den strahlendosimetrischen Altersbestimmungsmethoden, die die Fähigkeit von Mineralen nutzen, durch ionisierende Strahlung angeregte Ladungszustände (Strahlenschäden) über geologische Zeiträume zu speichern. Die Strahlenschäden heilen bei späterer Energiezufuhr unter Abgabe von Lichtquanten wieder aus. Diese Leuchterscheinung, die nicht auf der Temperatur des Materials beruht, wird als Lumineszenz bezeichnet. Sie kann durch Hitze oder durch Lichteinwirkung stimuliert werden; entsprechend unterscheidet man Thermolumineszenz (TL) von optisch stimulierter Lumineszenz (OSL).
Für die Sedimentdatierung macht man sich zunutze, dass das optisch stimulierbare Lumineszenzsignal in Mineralkörnern (Quarz und Feldspat) während Erosion, Transport und Sedimentation durch Tageslicht gelöscht wird. Nach der Überdeckung der zu datierenden Minerale mit einer weiteren Sedimentschicht baut sich unter Lichtabschluss erneut ein latentes OSL-Signal auf. Seine Intensität ist ein Maß für die Dosis, die die untersuchten Minerale seit ihrer letzten Belichtung erhalten haben.

Entnahme von Proben für die Altersbestimmung von Auelehmhorizonten und Kolluvien durch die Lumineszenzmethode (IRSL) auf der Grabung Weimar-Niederweimar, Kiesgrube. Kooperation mit dem Lumineszenzlabor des Fachbereichs Geographie der Philipps-Universität Marburg
(Prof. Dr. H. Brückner/Dr. A. Zander).

Entnahmestellen von Proben für die Altersbestimmung von Lösshorizonten und Kolluvien durch die Lumineszenzmethode (OSL) auf der Grabung Wetzlar-Dalheim. Kooperation mit dem Lumineszenzlabor des Fachbereichs Geographie der Philipps-Universität Marburg
(Prof. Dr. H. Brückner/Dr. N. Klasen).

 

Dendrochronologie

Die dendrochronologische Datierung ist neben der 14C-Datierung die wichtigste Methode zur Altersbestimmung von Hölzern. Sie macht sich die Eigenschaft von Bäumen zu nutze, Jahresringe aus weitporigem Frühholz und engporigem Spätholz auszubilden. Durch das Klima, aber auch lokal durch den Standort beeinflusst, entstehen im Laufe des Baumwachstums unterschiedliche Abfolgen von Jahrringbreiten. Diese Sequenz unterschiedlich breiter Jahresringe eines Holzquerschnitts wird mit einer langen Standardchronologie, dem Jahrringkalender, verglichen und aufgrund seiner kennzeichnenden Jahrringbreitenabfolge dort eingepasst und so jahrgenau datiert. Von besonderer Bedeutung sind dabei die langen Chronologien der Eiche und der Kiefer, die von der Gegenwart bis in das frühe Holozän bzw. in die ausgehende letzte Kaltzeit (Kiefer) zurück reichen.

Dendrochronologische Datierungen: In Talauen kommen in holozänen Flussbettablagerungen immer wieder zum Teil mächtige Stämme ehemaliger Auwaldeichen zu Tage. Die dendrochronologische Untersuchung des abgebildeten Eichenstammes ergab einen Wuchszeitraum zwischen 283 AD und 435 AD. Die zahlreichen Astansätze zeigen, dass es sich um einen freistehenden Baum (Solitär) gehandelt hat (Foto Dipl.-Geogr. K. Röttger).

Durch dendrochronologische Jahrringuntersuchungen an Pfahlhölzern und Bohlenresten konnte bei Kirchhain-Niederwald ein befestigter Überweg über das Flussbett der Wohra in die jüngere Latènezeit datiert werden (siehe Projekt 4).