Vermeidung der Probleme der allgemeinen Datierung


Nach dieser Darstellung der graphischen Darstellung einer Isochrone werden wir die möglichen Probleme der "einfachen"Datierungsmethoden im Hinblick auf die Isochron-Methoden betrachten.

Ursprünglich vorhandene Tochter-Isotope

Die Menge des ursprünglich vorhandenen D muß weder bekannt sein noch bei Null liegen. Je höher das ursprüngliche D-zu-D i -Verhältnis war, desto weiter ist die ursprüngliche Linie von der X-Achse entfernt. Das berechnete Alter wird davon nicht beeinflußt.

Wenn eine der Probem zufälligerweise kein P enthalten würde (der Meßwert würde an der Stelle liegen, an der die Isochrone die Y-Achse schneidet), dann würde sich deren Menge an D im Laufe der Zeit nicht ändern - weil sie keine Mutter-Isotope enthält, die Tochter-Isotope erzeugen könnten. Ob es einen Meßwert auf der Y-Achse gibt oder nicht, der Schnittpunkt der Geraden mit der Y-Achse ändert sich nicht, wenn sich deren Steigung ändert (vgl. Abbildung 5). Deshalb ergibt der Schnittpunkt der Isochrone mit der Y-Achse dias ursprünglich vorhandene Verhältnis von DzuD i .

Für jede Probe wäre es daher möglich, den Gehalt von D i zu bestimmen, und (indem man das Verhältnis, das man durch den Schnittpunkt der Isochrone mit der Y-Achse einsetzt), den Gehalt an D zu berechnen, der vorhanden war, als sich die Probe bildete. Diese Menge an D könnte dann von jeder Probe abgezogen werden und man könnte dann ein einfaches Alter (durch Einsetzen in die Gleichung, die im ersten Abschnitt dieses Artikels vorgestellt wurde) für jede Probe errechnen. Jedes dieser Alter würde dem Resultat, das man aus der Isochrone ermittelt hat, entsprechen.

Verunreinigung mit dem Mutter-Isotop

Gain or loss ofPchanges the X-values of the data points: Verlust oder Eintrag von P ändert die X-Werte der Koordinaten der Meßwerte:

Auswirkung von Verlust/Eintrag auf die Koordinaten der Meßwerte

Abbildung 6: Verlust oder Eintrag vonP.

Um die Abbildungen leichter lesbar (und schnell zu zeichnen) zu machen, enthalten die Beispiele in diesem Artikel nur wenige Meßwerte. Es gibt zwar Isochrone, die mit so wenigen Meßwerten erstellt wurden, die besten enthalten aber viel mehr Daten. Wenn die Isochronen-Linie eine deutlich von Null verschiedene Steigung aufweist und genügend Messungen gemacht wurden, ist der nahezu unausweichliche Effekt einer Verunreinigung (das System blieb nicht geschlossen), daß die Daten nicht mehr auf einer Geraden liegen werden.

Betrachten wir beispielsweise ein Ereignis, das P entfernt. Die Koordinaten der Meßwerte werden sich dann um verschiedene Beträge ändern, weil die unterschiedlichen Mineralien verschieden empfindlich gegen den Verlust an P sind. Außerdem haben sie unterschiedliche Gehalte an D i:

Auswirkung des Verlusts von P in allen Proben

Abbildung 7: Verlust vonPin allen Proben

Daraus folgt, daß die Meßwerte fast sicher nicht mehr auf einer Gerade liegen werden:

Verlust von P -> Meßwerte nicht mehr auf einer Geraden

Abbildung 8: Verlust von P führt dazu, daß die Daten nicht mehr auf einer Geraden liegen

Sogar in unserem einfachen vier-Meßwerte-Beispiel-Isochron-Graphen führt eine Veränderung in zwei der Proben ...

Verlust von P in zwei Proben

Abbildung 9: Veränderung der Menge an Mutterisotop in zwei Meßwerten.

... würde erfordern, daß die übrigen beiden Proben genauso verändert werden müßten, daß die Daten auf einer Geraden blieben:


Veränderung der Koordinaten der anderen Meßwerte müßte sich soändern, damit alle Werte auf einer Geraden liegen


Abbildung 10: Spezifischer Verlust an P ist erforderlich, um einen unterschiedlichen Graphen zu erhalten, bei dem alle Werte auf einer Geraden liegen. Die beiden Proben müssen sich jeweils um den eingezeichneten Betrag ändern -- nicht mehr und nicht weniger -- wenn die Koordinaten der Meßwerte weiter auf einer Geraden liegen sollen. 

Anmerkung: In dem Spezialfall, daß die Isochronen-Gerade eine Steigung von Null hat (was ein Alter von Null anzeigt), könnte ein Eintrag oder Austrag von Pdie Koordinaten der Meßwerte verändern, aber sie würden immer noch auf derselben waagrechten Linie liegen. In anderen Worten, zufälliger Ein- oder Austrag von P hat keinen Einfluß auf eine Isochrone mit einem Alter von Null. Das ist wichtig. Wenn die Erde so jung wäre, wie es die Kreationisten behaupten, dann würde eine 'Kontamination', von der sie behaupten, daß sie die Daten wertlos mache, keinen meßbaren Effekt auf die Ergebnisse haben.

Verunreinigung mit dem Tochter-Isotop

Im Falle der Rb/Sr-Isochron-Datierung ist die häufigste Form der Isotopen-Wanderung ein bevorzugter Verlust des Tochter-Isotops (87 Sr). Faure (1986, p. 123) bemerkt:
Darüberhinaus sind die Tochter-Atome, die beim Zerfall in einem Mineral entstehen, Isotope anderer Elemente und haben andere Ionenladungen und -radien als die Mutter-Atome. Die beim Zerfall freiwerdende Energie kann Dislokationen oder sogar lokale Zerstörungen des Kristallgitters verursachen, wodurch es für die durch den Zerfall entstandenen Tochter-Isotope umso leichter wird, zu entkommen.
[...]
Das beobachtete Verhalten der Mineralien kann allgemein so behandelt werden, als wäre es ausschließlich durch die Wanderung von durch Zerfall entstandenem 87 Sr unter den Mineralien, die das Gestein aufbauen, verursacht.
Dadurch werden die vertikalen Positionen der Koordinaten der Meßwerte verändert.

Auswirkung der Wanderung von D

Abbildung 11: Gewinn oder Verlust vonD

Wie das auch beim Verlust von P der Fall war, ist es im allgemeinen sehr unwahrscheinlich, daß man dann eine Isochrone mit Meßwerten auf einer Geraden erhalten wird:

Wanderung von durch Zerfall enstandenen Tochternukliden verhindert, daß die Koordinaten der Meßwerte auf einer Geraden liegen

Abbildung 12: Gewinn/Verlust von D bewirkt, daß die Koordinaten der Meßwerte nicht mehr auf einer Isochronen liegen.

Ausnahmen beim Verlust des Tochter-Nuklids

Es gibt zwei Umstände, unter denen es möglich ist, daß eine Wanderung von Deine Isochrone ergibt, deren Werte einigermaßen dicht an derselben liegen:
  1. Wenn Dvollkommen homogen verteilt ist, wird das Isochron-Alter auf Null gesetzt. Wenn das geschieht, wird jeglicher Datierungsversuch eher den Zeitpunkt dieser Metamorphose als die Zeit der ursprünglichen Kristallisation ergeben:
 
Tochter-Isotop vollständig homogen verteilt

Abbildung 13: Vollständige Gleichverteilung des durch radioaktiven Zerfall enstandenen Tochter-Isotops setzt das Isochronen-Alter auf Null zurück 

Wenn Dnur teilweise in einer einigermaßen regelmäßigen Weise verteilt wird, kann das Isochronen-Alter auch nur teilweise zurückgesetzt werden. Die Proben ergeben dann ein Alter, das irgendwo zwischen der ursprünglichen Kristallisation und der Metamorphose liegt.

Teilweise Homogenisierung des Tochter-Isotops

Abbildung 14: Teilweise Homogenisierung des durch radioaktiven Zerfall entstandenen Tochter-Isotops (die in einigen außergewöhnlichen Fällen erfolgen kann) kann eine scheinbar korrekte Isochrone mit einem geringeren Alter ergeben 

Diese Ausnahmen sollten für Anhänger einer jungen Erde wenig brauchbar sein, weil sie (1) selten sind (äußerst selten im Fall eines teilweisen Zurücksetzens); und (2) ergeben sie in jedem Fall ein Alter, das jünger ist als das der Bildung des ursprünglichen Gesteins. Die Anhänger einer jungen Erde bestehen ja darauf, daß alle bisher gemessenen Isochron-Alter tatsächlich viel zu alt sind.



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