Dateringsmetoder

En af de relative metoder, der bruges til at datere lag, består simpelthen i, at man ser på, hvordan de ligger i forhold til hinanden. Det lag, der ligger ovenpå, må være yngre end det, der ligger nedenunder. Desværre passer det ikke i alle tilfælde, da lagene senere kan være vendt rundt. I en dansk grusgrav kan man tit se, at lagene står lodret eller er foldet rundt. De blev aflejret vandret med de ældste nederst, men yngre gletsjere har skubbet rundt på denne rækkefølge.

Man kan også se på lagenes indhold af fossiler, hvis man vil lave en anden form for relativ datering af lagene. Hvis et fossil findes i et bestemt lag, men ikke i laget ovenover, kan det være, fordi arten uddøde, inden det overliggende lag blev aflejret – hvorved en tidsforskel er fastslået. Tidsgrænserne mellem de geologiske perioder blev oprindelig fastlagt ud fra, hvor der skete markant uddøen af dyrearter.

Disse metoder kan som nævnt kun afgøre, om noget er ældre end andet, men de giver ikke præcise aldre. Hvis man i stedet kan finde områder, hvor der blev aflejret 1 lag per år, kan man få en meget mere præcis datering. Netop dette kan man finde i aflejringer fra søer. Hvert år blev der aflejret et lyst forårslag og et mørkt vinterlag; de såkaldte varv. Ved at tælle disse lag kan man tælle årene ned gennem søens aflejringer.

På samme måde kan man tælle årringe i træ (figur 3-15). Hvert år får træet et tykt, lyst vækstlag og et tyndt, mørkt lag, når væksten går i stå. Har man tilstrækkelig mange træstykker fra forskellige tidsperioder, der har overlappende, identiske mønstre, kan man sammenstykke et mønstersystem tilbage i tiden. Det forudsætter, at det er samme træart, og at man ser på et begrænset geografisk område. I Vestdanmark kan man således ved hjælp af egetræ række ca. 2500 år tilbage i tiden. Både varv og træringe er beskrevet nærmere i kapitlet Klimaets naturlige variationer.

Afsnittet fortsætter efter boksen.

Afsnit fortsætter her.

De absolutte metoder blev i 1946 suppleret med en afgørende ny, da den amerikanske fysiker Willard F. Libby opfandt kulstof-14-metoden (¹⁴C-metoden). Det var den første af de såkaldte radioaktive dateringsmetoder, hvor man kunne angive mere præcise årstal for et materiale. At metoden er radioaktiv betyder, at den bygger på henfald af et ustabilt atom til et mere stabilt. Grundlaget for kulstof-14-metoden er det forhold, at kosmisk stråling omdanner atmosfærens kvælstofatomer til det radioaktive kulstofatom kulstof-14. Planterne optager kuldioxid, CO₂, og en lille del af denne CO₂ vil indeholde kulstof-14, resten er det normale, ikke radioaktive kulstof-12. Når planterne bliver ædt af planteædere, er det radioaktive kulstof kommet ind i fødekæden.

Kulstof-14 omdannes med tiden igen til kvælstof, det henfalder. Det sker med en kendt hastighed, der angiver den tid, det tager for halvdelen af stoffet at henfalde. Den er 5630 år for kulstof-14, og man kan tegne en kurve for henfaldet gennem tiden, når man kender halveringstiden. Så længe organismen er levende, vil dens indhold af kulstof-14 forblive konstant, men i det øjeblik den dør, standser optagelsen af kulstof-14, og henfaldet vil fra dette øjeblik tære på den optagne mængde. Man kan så måle, hvor meget kulstof-14 der i dag er i et fossil og ved hjælp af henfaldets halveringskurve regne baglæns og finde dødstidspunktet.

Der er dog visse usikkerheder ved metoden, så det er ikke altid muligt at omregne dateringen til kalenderår. Usikkerhederne kan bl.a. skyldes forurening af prøven med fremmed kulstof fra jorden, forskel i den kosmiske strålings intensitet gennem tiden og forskel i optagelsen af kulstof-14 i forskellige miljøer som havet, søer og lignende. Metoden kræver materiale med kulstof i som træ, ben, stof m.m., men er det bare til stede, behøver man i dag under et gram af materialet for at kunne udføre en datering. Man kan datere materiale, der er op til 40-50.000 år gammelt.

Af andre radioaktive dateringer er der uran-thorium-metoden, hvor uran henfalder til bly via thorium. Metoden kan datere fra 10 millioner til 4,5 milliarder år gamle bjergarter. Der er også kalium-argon-metoden, som anvendes på 50.000-4,6 milliarder år gamle bjergarter. Den er især egnet til vulkanske bjergarter. Endelig er der rubidium-strontium-metoden, som bygger på henfald af rubidium til strontium. Den bruges i tidsrummet 10 millioner til 4,6 milliarder år før nu, og er især brugbar på magmatiske og metamorfe bjergarter.

Der findes desuden en række andre metoder til absolut datering, f.eks. termoluminiscensdatering og optisk stimuleret luminiscensdatering. Disse to metoder kan række 500.000 år tilbage i tiden. De bygger på det forhold, at mineralerne kvarts og feldspat i sedimenterne opfanger naturlig radioaktiv stråling fra jorden. Når mineralerne opvarmes til 500 °C, frigøres den oplagrede energi og udsendes som lys, også kaldet termoluminiscens. Man kan måle mængden af udstrålet lys, og derfra finde ud af, hvornår sedimentet blev dækket af yngre aflejringer. Metoden bruges især til at datere flyvesand og smeltevandssand fra istiderne.

Værket Naturen i Danmark i fem bind udkom i årene 2006-2013. Teksten ovenfor er kapitlet Dateringsmetoder.

• Forrige afsnit er Fossiler
• Næste afsnit er De globale begivenheder