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Freitag, 24.03.2017
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Lumineszenz stellt archäologische Uhr auf null

Forscher entschlüsseln Rätsel der so genannten Ziegelroith

Wie sind die ungewöhnlichen Ziegelbruchstücke der so genannten Ziegelroith in Oberösterreich entstanden? Diese Frage war bisher noch ungeklärt. Doch jetzt hat ein interdisziplinäres Forscherteam das Rätsel endgültig gelöst: Die Tonfragmente haben nicht etwa Steinzeitmenschen geschaffen, sondern sie beruhen vermutlich auf einem Kohlebrand.
Baum in der Ziegelroith

Baum in der Ziegelroith

Die Geschichte liest sich wie der Plot eines Wissenschaftskrimis. Ein passionierter oberösterreichischer Hobbyhistoriker bittet das Atominstitut der Technischen Universität (TU) Wien um Mithilfe bei der Bestimmung des Alters von Ziegelfragmenten. Die Proben stammen aus der so genannten Ziegelroith, einer sagenumwobenen Region im Hausruck zwischen den Orten Geboltskirchen und Altenhof.

Unabhängige Überlieferungen berichten von einer Befestigungsanlage beziehungsweise einem Vorwerk zum Schloss Gröming, das an jener Stelle bis 1860 gestanden hatte. Andere Quellen bringen die bei Wurzelausstockungen immer wieder zum Vorschein gelangenden Ziegelbruchstücke mit der Lage an der Hausruck-Überquerungslinie der Römerstraße und römischen Funden in unmittelbarer Umgebung in Zusammenhang.

Altersbestimmung bringt überraschende Ergebnisse


Was zunächst nach einer Routineaufgabe aussah, entwickelte sich schon bald zu einer faszinierenden Herausforderung für die Wissenschaft. „Die ersten Ergebnisse waren regelrecht skurril“, berichtet Michael Hajek, Leiter des Bereiches Dosimetrie und Strahleneffekte am Atominstitut. „Wir dachten zunächst, dass die stark verwitterten Proben gar nicht gebrannt seien.“


Das festgestellte Alter von 4.200 bis 6.000 Jahren erschien unglaubwürdig, da in der Jungsteinzeit die Technik des Brennens von Ton zwar bekannt war, jedoch noch nicht für die Herstellung von Ziegeln verwendet wurde. Zudem sah es so aus, als wären die nahe der Oberfläche dem Erdreich entnommenen Proben älter als jene, die aus tieferen Schichten geborgen wurden. Es konnte sich also schwerlich um von Menschenhand gebrannte Ziegel handeln. Professor Max Bichler, ausgebildeter Geologe und Radiochemiker am Atominstitut, bestätigte allerdings, dass die Lehmproben auf entsprechend hohe Temperaturen erhitzt wurden.

Aufbereiteter Probenstaub

Aufbereiteter Probenstaub

Grundprinzip der Lumineszenzdatierung


Die am Atominstitut verwendeten Datierungsmethoden beruhen auf der Lumineszenzemission von Mineralien wie Quarz und Feldspat, die in natürlicher Tonerde vorkommen. Die Energie der aus der Umgebung und der Probe selbst stammenden ionisierenden Strahlung wird in angeregten, metastabilen Zuständen gespeichert, die durch den Einbau von Fremdatomen ins Kristallgitter bzw. Gitterdefekte entstehen.

Bei Erwärmung oder Beleuchtung der Probe mit geeigneter Wellenlänge wird die gespeicherte Energie als Lumineszenzleuchten wieder freigesetzt und kann elektronisch nachgewiesen werden. Derselbe Vorgang läuft beim Brennen von Tonerde ab, wodurch die „archäologische Uhr“ auf null gestellt wird. Die im Labor gemessene Lumineszenzintensität ist ein Maß für die von der Probe über archäologische bzw. geologische Zeiträume aufgenommene Strahlendosis bzw. ihr Alter.

Archäologen standen vor einem Rätsel


Zur Lösung des Rätsels wurden nunmehr weitere Experten herangezogen. Archäologen des Landeskonservatorats für Oberösterreich und Sachverständige des Museums Wels waren ratlos. Eine Begehung der Ziegelroith förderte im wahrsten Sinne des Wortes Interessantes zutage: Fragmente von gebrannter Tonerde in schier unglaublicher Menge und jeder erdenklichen Größe, von winzigen Stücken bis zu gut 50 Kilogramm schweren Brocken. Konnte es sich dabei um Reste von mit Lehm verstrichenen Palisaden handeln, die man, um sie zu härten, dem Feuer ausgesetzt hatte? Ist die Ziegelroith ein Platz prähistorischer Metallverhüttung? Oder handelt es sich um Überreste niedergebrannter Lang- und Grubenhäuser, die man an einer Stelle zusammengetragen hatte? Dagegen sprach jedoch der Befund, dass die jüngsten Proben aus der größten Tiefe stammen.

Materialanalyse bestätigt Wiener Messungen


Eine Materialanalyse durch Geologen der Montanuniversität Leoben und Schlackenexperten der Voest Alpine kam dann zu einem verblüffenden Ergebnis und bestätigte zugleich die Wiener Messungen, die überwiegend von Robert Bergmann im Zuge seiner Diplomarbeit durchgeführt wurden.

Die so unterschiedlich aussehenden Fragmente hatten alle dieselbe Zusammensetzung, ob sie nun wie Ziegel, wie Schlacke oder wie Klinker aussehen, und waren ein Aufschmelzungsprodukt der Tonerde. Wenn die Proben einen deutlich unterschiedlichen Chemismus hätten, könnte man darauf schließen, dass hier etwas erzeugt wurde.

Flözbrand als Erklärung


Im diesem Fall erscheint jedoch ein Flözbrand plausibel, nicht zuletzt im Hinblick auf die Braunkohlevorkommen in der Region. Möglicherweise wurde der Brand durch Blitzeinschlag in ein hoch liegendes, von Ton umgebenes Kohleflöz verursacht. Bei ausreichender Sauerstoffzufuhr konnte sich daraus ein Glimmbrand mit Temperaturen bis 1.000°C, wenn nicht gar ein Flammbrand bis 1.200°C entwickeln, sonst wären die Tone nicht aufgeschmolzen worden.

Die Theorie eines Kohlebrandes beantwortet nach Ansicht der beteiligten Wissenschaftler viele Fragen. Eine davon betrifft den Altersbereich der analysierten Proben von mehr als 1.500 Jahren. Ein Flözbrand kann mehrere Hundert, ja sogar Tausend Jahre brennen, so die Forscher. Auch die riesige Menge an gebranntem Ton ist so erklärbar. Vermutlich würde man bei Grabungen noch viel mehr gebranntes Material finden, dort wo sich das rückstandsfrei verbrannte Flöz weiter in den Berg hineingezogen hatte.
(Technische Universität Wien, 09.03.2010 - DLO)
 
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