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Datierung mit Hindernissen

Die Sache mit dem Argon-40

Bei den kosmischen Kollisionen von Asteroiden treten Stoßwellen mit einem Spitzendruck von mehreren hundert Kilobar auf. Unter diesen Bedingungen verändern sich Minerale und Gestein; Fachleute sprechen von „Impaktmetamorphose“. Sie ist bei den L-Chondriten hochgradig ausgeprägt, was auf eine energiereiche Kollision zurückzuführen ist. Trotzdem ist bei kaum einem L-Chondriten das vor diesem Ereignis vorhandene Edelgas Argon-40 vollständig entwichen. Noch immer finden sich Reste aus der Zeit vor dem Impakt in Form des sogenannten „reliktischen“ Argon-40. Dieses „überschüssige“ Argon stellt das größte Problem und die Hauptfehlerquelle der Kalium-Argon-Datierung von L-Chondriten dar.

Markantes Bruchstück des Meteoriten Ghubara, der in der Wüste von Oman gefunden wurde. Das dunkle Gestein enthält Eisen-Einschlüsse. © Ekaterina Korochantseva

Meteoritenfund bringt Durchbruch

Im Herbst 2004 brachte Ekaterina Korochantseva, eine Gastwissenschaftlerin aus Moskau, im Rahmen des angelaufenen DFG-Projekts Bruchstücke eines Meteoriten aus der Wüste von Oman mit nach Heidelberg. Wie sich zeigte, enthielt auch dieser L-Chondrit reliktisches oder „überschüssiges“ Argon-40 – allerdings in unerwartet hoher Konzentration. Die genauere Analyse zeigte, dass das „reliktische“ Argon-40 nicht – wie bislang angenommen – während der Aufheizung beim Zusammenstoß einfach im Ursprungsmineral verblieben war. Stattdessen hatte es dieses sehr wohl verlassen, war dann jedoch von anderen Mineralen des Gesteinsgefüges wieder eingefangen worden.

Dieser kleine, aber feine Unterschied ermöglichte einen entscheidenden Erkenntnisfortschritt: Während der kurzen Wanderung konnte sich das Überschuss-Argon-40 mit anderen, gleichfalls im Meteoriten vorkommenden Argonatomkernen anderer Atommasse mischen. Durch die sogenannte „isotopische Markierung“ kann dieses Überschuss-Argon-40 erkannt werden. So war es dem Projektteam erstmals möglich, eine präzise Korrektur vorzunehmen und das exakte Entgasungsalter neu zu bestimmen.

Freude über einen bemerkenswerten Fund: Forscher präsentieren den Überrest eines 470 Millionen Jahre alten fossilen L-Chondriten in einer gesägten Kalksteinplatte. © Projektarchiv Trieloff

Datierung der Katastrophe präzisiert

Nachdem die Wissenschaftler mehrere L-Chondrite mit dieser Methode datiert hatten, konnten sie die Alterswerte für die Impaktmetamorphose erheblich präziser und konsistenter auf 470 plus/minus sechs Millionen Jahren eingrenzen. Zuvor war das Entgasungsalter der L-Chondrite mit etwa 500 plus/minus 40 Millionen Jahren angegeben worden. Auch das Alter der Sedimentgesteine, die die fossilen Meteoriten beherbergten, ließ sich nun genauer in die geologische Zeitskala einordnen. Demnach geschah die Ablagerung vor 467 plus/minus zwei Millionen Jahren.

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Mario Trieloff, Universität Heidelberg / DFG Forschung 2/2010Stand: 22.10.2010

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Die große Kollision
Auf den Spuren des kosmischen Dauerregens

Einschläge gehören dazu…
Asteroidenregen prägte Erdgeschichte von Anfang an

Der Fund im Steinbruch
Erster Hinweis auf „Mutterkollision“ der L-Chondriten

Die Sache mit dem Argon-40
Datierung mit Hindernissen

Urzeitkatastrophe: Asteroid trifft Kleinplanet
Die Ereignisse bei der Kollision vor 470 Millionen Jahren

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