Posted in: Archäologie, Chemie, Kultur, Physik, Technik 23. März 2010 15:00 Weiter lesen →

Altersbestimmung per Plasma

Nahaufnahme einer kleinen Elfenbeinfigur, Kopf mit netzförmigen Haarfurchen, Augen mit Brauenbögen, Nase mit schmalem Rücken Das Alter von Kunstwerken und archäologischen Funden kann oft mit der Radiokohlenstoffmethode ermittelt werden. Eine besonders schonende Variante dieser Methode haben amerikanische Chemiker entwickelt. Das zu untersuchende Objekt wird dabei einem dünnen Plasma ausgesetzt, um einzelne Kohlenstoffatome aus seiner Oberfläche herauszuschlagen.

Die Venus von Brassempouy ist eine der ältesten detaillierten Darstellungen des menschlichen Gesichts. Das Alter der kleinen Elfenbeinfigur wird auf etwa 25.000 Jahre geschätzt. Foto: Elapied via Wikimedia.org (Public Domain)

„Diese Technik könnte die Radiokarbondatierung revolutionieren“, ist Marvin Rowe von der Texas A&M University überzeugt. Selbst Kostbarkeiten, von denen keinesfalls Material abgeschnitten oder abgeschabt werden dürfe, würden auf diese Weise zugänglich, so der Chemiker. „Grundsätzlich könnten wir damit sogar das Grabtuch von Turin datieren.“

Organisches Material geht letztlich auf Pflanzen zurück, die Kohlendioxid aus der Luft aufgenommen haben – darunter auch Spuren von Kohlenstoff-14. Sobald die Pflanze gefressen oder verarbeitet wird, sinkt der Gehalt dieses radioaktiven Isotops in dem Material langsam, aber stetig. Anhand dieses Werts können Archäologen daher das Alter etwa einer Elfenbeinstatue, eines Kohlestückchens oder einer Mumie abschätzen. Das Problem: Für die Messung muss ein kleines Stück des Objekts mit konzentrierter Säure behandelt und verdampft werden.

Rowe und seine Kollegin Karen Steelman wählen einen anderen Weg. Um Spuren von Erde abzutrennen, spülen die Forscher das Objekt zunächst in einem überkritischen Gemisch von Kohlendioxid und Methanol. Sich gleichzeitig wie eine Flüssigkeit und ein Gas verhaltend, dringt das Spülmedium in feinste Hohlräume ein, löst Huminsäuren und andere Verunreinigungen und wird schließlich abgepumpt. Nun wird das Objekt einem kalten Argon- oder Sauerstoff-Plasma mit einem Tausendstel des Atmosphärendrucks ausgesetzt. Das Plasma schlägt genügend Kohlenstoffatome für die C14-Messung aus der Oberfläche heraus. Sichtbare Spuren bleiben nicht zurück.

Die Forscher testeten ihre Methode an 20 verschiedenen Materialien, von Holzkohle über Leder und Knochen bis hin zu einem mittelalterlichen Textilgewebe. Früher hätten nachträgliche organische Verunreinigungen oft für falsche Messwerte gesorgt, so Rowe. Seit Einführung des überkritischen Spülschritts stimmten die Resultate jedoch gut mit denen herkömmlicher Messungen überein. Daher könne man sich nun daran machen, Museumsdirektoren und private Kunstsammler von den Vorzügen der Plasmamethode zu überzeugen.

Forschung: Marvin W. Rowe und Karen L. Steelman, Department of Chemistry, Texas A&M University, Qatar; und andere

Präsentation auf dem 239th National Meeting of the American Chemical Society, San Francisco

WWW:
Department of Chemistry, Texas A&M University
Altersbestimmung mit der Radiokarbonmethode
Datierungsmethoden

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