Als die Paläontologin Mary Schweitzer Weichgewebe in einem Tyrannosaurus Rexfossil fand, warf ihre Entdeckung eine offensichtliche Frage auf – wie konnte das Gewebe so lange überleben? Der Knochen war 68 Millionen Jahre alt, und die konventionelle Weisheit über Fossilisation besagt, dass alles weiche Gewebe, von Blut bis zu Gehirnen, sich zersetzt. Nur harte Teile, wie Knochen und Zähne, können zu Fossilien werden. Aber für einige Leute warf die Entdeckung eine andere Frage auf. Woher wissen die Wissenschaftler, dass die Knochen wirklich 68 Millionen Jahre alt sind?
Das heutige Wissen über das Alter von Fossilien stammt hauptsächlich aus der radiometrischen Datierung, auch bekannt als radioaktive Datierung. Die radiometrische Datierung stützt sich auf die Eigenschaften von Isotopen. Das sind chemische Elemente, wie Kohlenstoff oder Uran, die bis auf ein entscheidendes Merkmal identisch sind – die Anzahl der Neutronen in ihrem Kern.
Anmerkung
Atome können eine gleiche Anzahl von Protonen und Neutronen haben. Sind jedoch zu viele oder zu wenige Neutronen vorhanden, ist das Atom instabil und es stößt Teilchen ab, bis sein Kern einen stabilen Zustand erreicht. Stellen Sie sich den Atomkern als eine Pyramide aus Bausteinen vor. Wenn Sie versuchen, zusätzliche Blöcke zu den Seiten der Pyramide hinzuzufügen, bleiben sie vielleicht für eine Weile stehen, aber schließlich fallen sie weg. Dasselbe gilt, wenn Sie einen Block von einer der Seiten der Pyramide wegnehmen, wodurch der Rest instabil wird. Letztendlich können einige der Blöcke wegfallen und eine kleinere, stabilere Struktur hinterlassen.
Das Ergebnis ist wie eine radioaktive Uhr, die tickt, wenn instabile Isotope in stabile zerfallen. Man kann nicht vorhersagen, wann ein bestimmtes instabiles Atom, oder Elternteil, in ein stabiles Atom, oder Tochter, zerfallen wird. Aber man kann vorhersagen, wie lange eine große Gruppe von Atomen braucht, um zu zerfallen. Die Halbwertszeit eines Elements ist die Zeit, die vergeht, bis die Hälfte der Elternatome in einer Probe zu Töchtern werden.
Um die Zeit auf dieser radioaktiven Uhr abzulesen, verwenden Wissenschaftler ein Gerät, das Massenspektrometer genannt wird, um die Anzahl der Eltern- und Tochteratome zu messen. Das Verhältnis von Eltern zu Töchtern kann dem Forscher sagen, wie alt die Probe ist. Je mehr Elternisotope vorhanden sind – und je weniger Tochterisotope – desto jünger ist die Probe. Die Halbwertszeit des gemessenen Isotops bestimmt, wie nützlich es bei der Datierung sehr alter Proben ist. Sobald alle Eltern zu Töchtern geworden sind, gibt es keine Grundlage mehr für einen Vergleich zwischen den beiden Isotopen. Die Wissenschaftler können nicht sagen, ob die Uhr vor ein paar Tagen oder vor Millionen von Jahren abgelaufen ist. Das bedeutet, dass Isotope mit einer kurzen Halbwertszeit nicht geeignet sind, um Dinosaurierknochen zu datieren.
Die kurze Halbwertszeit ist nur ein Teil des Problems bei der Datierung von Dinosaurierknochen – die Forscher müssen auch genug der Eltern- und Tochteratome finden, um sie zu messen. Lesen Sie weiter, um zu sehen, was es braucht, um ein Fossil zu datieren und was Vulkanasche damit zu tun hat.
Werbung