C14-Crash

von 10-20 Jahren mit einer Genauigkeit von
    1. Grundsätzliches – eine Einführung zum Gebrauch
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    ±2 Wochen bedeuten
    1.12 In den unter-
    [Blöss 2000, 166f.]. Kein C14-Wissenschaftler würde im
    schiedlichen Anga-
    Traum zu hoffen wagen, derartig genaue Vorhersagen machen zu können.
    ben über die Men-
    ge an jährlich pro-
    duziertem C14
    spiegelt sich auch
    die Unkenntnis
    1.11 Wissenswertes über Kohlenstoff C12, C13 und C14
    über die Aus-
    tauschvorgänge
    zwischen den Koh-
    lenstoffreservoiren
    Kohlenstoff (carboneum; carbo (lat.) Kohle) wurde 1775 von A.L. Lavoisier
    wieder. Die Hoff-
    nung, die C14-
    als Element erkannt. Kohlenstoffatome können sich im Gegensatz zu anderen
    Konzentration in
    der Atmosphäre
    Atomen in praktisch unbegrenztem Maße zu Ketten und Ringen verbinden.
    habe sich vom
    Trend her in ge-
    Daher sind mit rund 12 Millionen weit mehr Kohlenstoffverbindungen be-
    schichtlicher Zeit
    nur um wenige
    kannt als solche ohne Kohlenstoff, deren Zahl man auf etwa 400.000 ab-
    Prozent geändert,
    muß als aussichts-
    schätzt. Obwohl Kohlenstoff zum Bestandteil aller Organismen gehört, ist es
    los bezeichnet
    werden.
    in der Erdkruste einschließlich Atmosphäre und Hydrosphäre nur das drei-
    zehnthäufigste Element. Außerhalb der Organismen kommt Kohlenstoff so-
    wohl frei (Diamant, Graphit) als auch gebunden vor (Kohlendioxid, Carbona-
    te, Kohle, Erdöl, Erdgas, Schieferöl, Bitumen). Die in der Luft in Form von
    Kohlendioxid CO2 vorhandene Kohlenstoffmenge (ca. 6.0 • 1014 kg) ist nur
    etwa doppelt so groß wie die in den Organismen gebundene; Meerwasser ent-
    hält größenordnungsmäßig die 100fache Menge.
    Neben den natürlich vorkommenden Isotopen des Kohlenstoffs – C12
    (98.9 %), C13 (1.1 %) und das »Radiokarbon« C14 (1.5 • 10-10 %) – kennt
    man auch drei weitere Isotope des Kohlenstoffs, nämlich C10, C11 und C15,
    die erst durch menschliche Technik entstanden und nachgewiesen wurden.
    Diese haben für den natürlichen Stoffwechsel keinerlei Bedeutung. Ein Orga-
    nismus trifft also in etwa mit jedem Billionsten Kohlenstoffatom einen Ver-
    treter des uns hier interessierenden radioaktiven Isotops C14 an. Von diesen
    wiederum zerfällt überschlägig pro Jahr jedes zehntausendste. Darüber, wie-
    viele nun jährlich produziert werden, gehen die Meinungen auseinander:
    ! W.F. Libby ging von einem Wert von 9.8 kg/Jahr aus [1952, 23],
    ! S. Bowman nennt einen Wert von 7.5 kg/Jahr [1990, 13] und
    ! H. Mommsen führt eine Abschätzung von ca. 5 kg/Jahr an [1986, 204].
    Die Unsicherheit hat damit zu tun, daß weder die Gesamtgröße des globalen
    Kohlenstoffreservoirs, noch die Größe des Anteils davon, mit dem das Radio-
    karbon C14 im dynamischen Gleichgewicht stehen soll, genau bestimmt wer-
    den kann. Umgekehrt zeigt das natürlich auch, wie unsicher die Vorstellungen
    über die Dynamik des Austauschs zwischen den Kohlenstoffreservoiren ist,
    die naturgemäß eine unterschiedliche Zusammensetzung der Kohlenstoffiso-
    tope aufweisen. Deshalb hat sich die einstige Gewißheit, das die Isotopenzu-
    sammensetzung in der Atmosphäre (die eines der kleinsten und instabilsten
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    C14-Crash
    Reservoire überhaupt darstellt) über geschichtliche Zeit nur Veränderungen
    im Prozentbereich erfahren haben sollte, zu einer bloßen Hoffnung reduziert,
    die als absolut trügerisch bezeichnet werden muß.
    1.12 C14 und die Radiomedizin
    Inkorporiertes natürliches Radiokarbon C14 trägt zur durchschnittlichen
    Strahlenbelastung des Menschen mit einem Anteil von ca. 1% bei. Der ent-
    sprechende Anteil von radioaktivem Kalium K40 beträgt zum Beispiel 20%,
    der Anteil der kosmischen Strahlung 30% und der der terrestrischen Strah-
    lung 43% [zum Winkel 1975, 103]. Die Zerfallsrate bei modernem Kohlenstoff als
    natürlicher Mischung aus allen vorkommenden Isotopen beträgt ungefähr 15
    Zerfallsereignisse pro Minute und Gramm Kohlenstoff entsprechend ca. 7 pCi
    pro Gramm Kohlenstoff (1 Curie [Ci] = 3.7 • 1010 Zerfälle je Sekunde).
    Um ein Gefühl für die Größenordnungen zu vermitteln, vergleichen wir
    die Radioaktivität natürlichen, rezenten Kohlenstoffs mit derjenigen Radioak-
    tivität, der ein Mensch bei einer Blutuntersuchung durch Verabreichung von
    C14-dotiertem Serotonin ausgesetzt ist (Test der Thrombocytenüberlebens-
    zeit). Die entsprechende Gesamtaktivität wird mit 4 µCi angegeben [zum Win-
    kel 1975, 111]. Bezogen auf eine Blutmenge von 8 Litern entspricht das