Tatsache Evolution

Patterson (1922 – 1995). Zunächst wollen wir jedoch den historischen Faden unserer Darwin-Erdalter-Geschichte wieder aufgreifen.
    Mit der Entdeckung der Radioaktivität durch Henri Bequerel (1852 – 1908) im Jahr 1896, kombiniert mit dem Nachweis, dass radioaktive Atome unter Freisetzung von Strahlung und Wärme mit konstanter, Termperatur-unabhängiger Rate in Tochter-Nuklide transmutieren (Erkenntnisse des Ehepaars Marie und Pierre Curie, 1867 – 1934 bzw. 1859 – 1906) war um 1902 endlich eine »Uhr« zur Bestimmung geologischer Zeiträume gefunden. So zerfällt z. B. das Nuklid (Atom bzw. Isotop) Uran-238 über verschiedene Zwischenprodukte mit einer konstanten Halbwertszeit (T ½) von 4 500 Mio. J. zum Tochter-Nuklid Blei-206 (U-238/Pb-206), während das an Masse ärmere Uran-235 über Zwischenprodukte mit einer T ½ von 704 Mio. J. in Blei-207 übergeht (U-235/Pb-207). Hierbei wird radioaktive Strahlung frei (Alpha-Teilchen, d. h. Helium-4-Atomkerne ).
    Wie die Autoren Allegre et al. (1995) und DeLaeter (1998) berichten, hat der Physiker Ernest Rutherford (1871 – 1937) auf Grundlage radioaktiver Zerfallsdaten 1929 erstmals ein Erdalter von etwa 3400 Mio. J. ermittelt. Die »Ursprungs-zu-Tocher-Nucleotid-Verhältnisse « von Gesteinsproben werden seit Ende der1920er-Jahre mit speziellen Analysegeräten, den
Massenspektrometern
, quantifiziert. Diese Apparaturen wurden von DeLaeter (1998) als »Zeitmaschinen« bezeichnet. Die historische Entwicklung dieser
Geochronologie
(Verfahren zur |181| Messung von Nuclid-Verhältnissen unter Einsatz der Massenspektrometrie) wurde u. a. von Dalrymple (1991) und DeLaeter (1998) im Detail dargestellt. Die folgenden acht Methoden waren 1998 weltweit in den Laboratorien experimentell arbeitender Geophysiker etabliert.
Uran-Blei-Methode(n
): Diese Verfahren wurden seit 1929, d. h. dem Jahr der Entdeckung der Uran(U)-Blei(Pb)-»Zeitmaschine «, stetig verbessert und verfeinert. Da beide Uran-Blei-Übergänge (U-238/Pb-206 und U-235/Pb-207), mit den T ½-Werten von 4500 bzw. 704 Mio. J., simultan gemessen werden können, wird üblicherweise ein Pb-207/Pb-206-Verhältnis ermittelt, aus dem das Alter der Probe errechnet werden kann. Dieses Verfahren wird auch als »Blei-Blei(Pb-Pb )-Methode« bezeichnet.
Kalium-Argon-Methode
: Das Element Kalium (K) besteht aus den Isotopen K-39, K-40 und K-41, wobei das radioaktive K40 in zwei Endprodukte, das Edelgas Argon (Ar)-40 und Calcium (Ca)-40, zerfällt (T ½ etwa 1251 Mio. J.). Seit 1966 ist die K-Ar-Methode als zuverlässiges Verfahren etabliert.
Rubidium-Strontium-Methode
: Das Element Rubidium (Rb)87 zerfällt mit einer T ½ von 488 000 Mio. J. zum Tochter-Nuklid Strontium (Sr)-87. Seit 1953 wird dieses Rb-Sr-Verfahren zur Altersdatierung von Gesteinsproben eingesetzt .
Samardium-Neodynium-Methode
: Das seltene Erde-Element Samardium (Sm)-147 zerfällt in Neodynium (Nd)-143 mit einer T ½ von etwa 106 000 Mio. J. Auf Grundlage dieses Befundes wird das Sm-Nd-Verfahren seit 1975 u. a. zur Datierung von Mondgesteinen eingesetzt.
Lutetium-Hafnium-Methode
: Das seltene Element Lutetium (Lu)-176 zerfällt mit einem T ½-Wert von 35 700 Mio. J. zu Hafnium (Hf)-176. Seit 1980 ist die Lu-Hf-Methode in der Geochronologie im Einsatz.
Rhenium-Osmium-Methode
: Das Element Rhenium (Rh)187 zerfällt mit einem T ½-Wert von 4470 Mio. J. zu Osmium (Os)-187. Seit 1961 gilt die Rh-Os-Methode als zuverlässiges Verfahren zur Altersdatierung von Gesteinen.
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Kalium-Calcium-Methode
: Dieses bereits unter Punkt 2 (Kalium-Argon-Methode) angesprochene Verfahren wird nur in einigen speziellen Fällen zur Altersdatierung eingesetzt und soll daher nicht weiter behandelt werden.
Karbon-14-Methode
: Dieses Verfahren wird seit Jahrzehnten mit Erfolg in der Archäologie (Altertumskunde) und Paläo-Anthropologie (Wissenschaft vom Ursprung des modernen Menschen) eingesetzt. Da in der Regel nur Zeiträume von bis zu 200 000 Jahren erfasst werden können, soll diese Standardmethode hier nicht näher erläutert werden.
    Die erst seit etwa 2001 routinemäßig in der Geochronologie eingesetzte Hafnium-Wolfram-Methode zur Datierung von Mond- und Meteoritengesteinen wird im letzten Abschnitt dieses Kapitels angesprochen.
    Im Jahr 1956 ist eine Forschungsarbeit des Chemikers Clair C. Patterson mit dem Titel »Age of meteorites and the Earth« erschienen, in der erstmals das exakte Erdalter beschrieben ist. Unter Einsatz der damals bereits gut etablierten