25.11.2017

Alle C14-Altersdatierungen sind möglicherweise falsch

Japanische Wissenschaftler konnten jetzt erstmals nachweisen, dass Blitze in der Erdatmosphäre bisher unbekannte Kernreaktionen auslösen können, bei denen unter anderem radioaktive Isotope wie Kohlenstoff-14 (C14) entstehen. Dadurch könnte die Kohlenstoffdatierung in Frage gestellt werden, die verschiedene Wissenschaftszweige wie Archäologie, Anthropologin oder Paläontologie gerne zur Altersbestimmung nutzen.

 

Wissenschaftler hatten schon lange den Verdacht, dass Blitze Kernreaktionen der Luftmoleküle und dabei auch Positronen erzeugen können. Schon 1925 trug der schottische Physiker und Meteorologe Charles Wilson seine Theorie vor, dass Gewitter und die begleitenden Blitze Kernreaktionen in der Atmosphäre verursachen könnten. Tatsächlich konnte man in den darauffolgenden Jahrzehnten auch Neutronen, Gammastrahlung und energiereicher Elektronen nachweisen, doch eindeutige Hinweise auf die dazugehörigen Prozesse fehlten.

 

Einem japanischen Forscherteam von der Kyoto University und der Universität Tokyo gelang es nun im Rahmen ihres Projekts »Gamma-Ray Observation of Winter Thunderclouds« (GROWTH), den Ablauf der von Blitzen verursachten Kernreaktionen sicher nachzuweisen. Wie sie im Fachjournal Nature schreiben, hatten ihre Sensoren während eines Wintersturms an der Küste des Japanischen Meeres am 6. Februar 2017 auffällige Werte registriert. Ihre Messungen ergaben, dass die Blitze aus den normalen Stickstoff-Atomen in der Luft unter anderem auch das radioaktive Element C14 erzeugt hatten. Dieser Prozess war den Wissenschaftlern bisher völlig unbekannt, bisher ging man davon aus, dass C14 in der Regel nur durch kosmischen Strahlung in der Atmosphäre entsteht.

 

Die Forscher konnten anhand ihrer Messungen dokumentieren, dass bei einem Blitz die von den Gammastrahlen aus den Stickstoff-Atomen herausgeschlagenen, schnellen Neutronen immer wieder mit den Atomen der Gase in der Luft zusammenstießen und dabei viel an ihrer Geschwindigkeit einbüßten. Etwa 96 Prozent dieser verlangsamten Neutronen blieben im Kern eines weiteren Stickstoff-Atoms stecken und schossen dabei ein positiv geladenes Proton aus diesem Kern heraus. Bei diesem Prozess wurde der Stickstoff-Atomkern schließlich in das radioaktive C14-Isotop umgewandelt.

 

Diese Entdeckung könnte Auswirkungen auf die Datierung archäologischer Funde mittels der C-14-Methode haben, denn es ist noch völlig ungewiss, welche Mengen an C-14 durch Blitze entstehen. Da organische Materialien das Isotop C-14 in sich speichern, wurde bisher seine Zerfallszeit zur Altersbestimmung von fossilen Funde benutzt. Sollte sich herausstellen, dass Blitze in der Lage sind, hohe Konzentrationen an C-14 zu erzeugen, hieße das, dass die Radiokohlenstoffdatierung nicht zur radioaktiven Altersbestimmung von kohlenstoffhaltigen, organischen Materialien geeignet ist und alle von der Archäologie, Anthropologie oder Paläontologie bisher durchgeführten Datierungen mit diesem Verfahren fehlerhaft sind.

 

© Fernando Calvo*, Foto: Fir0002/Wikimedia

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