v. (—en), methode van datering van de vorming van objecten.
ARCHEOLOGIE
Hier is voor ouderdomsbepaling vooral de 14C—methode in gebruik, die berust op het volgende verschijnsel: onder invloed van kosmische straling wordt in de atmosfeer het koolstofisotoop 14C gevormd. Dit isotoop is instabiel: het zendt radioactieve (β) straling uit, waarbij de koolstof overgaat in stikstof. Zowel de radioactieve koolstof (14C) als de normale koolstof (12C) worden te zamen met zuurstof als koolzuur door planten en dieren opgenomen. Alle koolstofbevattende organismen zijn dus iets radioactief. Tijdens het leven van deze organismen (vooral planten en bomen, maar ook dieren en mensen) houden de afbraak van 14C en de opname van nieuwe 14C elkaar in evenwicht. Gaat het organisme dood, dan vindt alleen nog afbraak plaats.
Deze afbraak verloopt erg regelmatig; na 5568 jaar is nog de helft van de 14C over, na 11136 jaar nog een vierde enz. Door de sterkte van de straling van de nog aanwezige 14C in b.v. hout te meten, kan men berekenen hoe lang geleden de opname van nieuwe 14C is opgehouden, of anders gezegd: hoe lang geleden de desbetreffende boom is gestorven of gekapt. Wanneer dit hout wordt gevonden in directe relatie tot archeologisch materiaal, kan op deze wijze de ouderdom van deze vondsten berekend worden. De methode is bruikbaar voor monsters tot 70000 jaar. Oudere monsters bevatten zo weinig radioactiviteit, dat deze niet meer te meten is.
Aan het gebruik van 14C—dateringen zitten talrijke problemen vast. Zo blijkt dat de hoeveelheid 14C in het verleden niet altijd even groot is geweest. Het gevolg is dat 14C—jaren niet zonder meer gelijk zijn aan kalenderjaren. Om de schommelingen in de hoeveelheid 14C te achterhalen, worden metingen gedaan aan de jaarringen van een conifeer, de Pinus aristata. Deze in Californië groeiende boom kan zeer oud worden. Bovendien zijn reeds lang geleden gestorven exemplaren nog goed geconserveerd. Door nu de radioactiviteit van opeenvolgende jaarringen te meten, kan men nagaan hoe groot de hoeveelheid 14C in een exact te bepalen kalenderjaar (boomringjaar) was, en vervolgens hoeveel deze hoeveelheid afwijkt van wat men verwachtte.
In Nederland, waar de I4C—methode voor een belangrijk deel werd ontwikkeld, worden de metingen verricht door het Natuurkundig Laboratorium van de Rijksuniversiteit te Groningen. De resultaten worden gepubliceerd in het Amerikaanse tijdschrift Radiocarbon.
Een andere in de archeologie toegepaste methode voor ouderdomsbepaling is de dendrochronologie.
LITT. H.T.Waterbolk, C14 en de archeologie (in: Spiegel Historiael, juni 1970); I.Olsson (red.), Radiocarbon variations and absolute chronology (1970).
GEOLOGIE
Voor de ouderdomsbepaling wordt in de geologie gebruik gemaakt van een relatieve dateringsmethode die berust op stratigrafische en paleontologische waarnemingen, en een absolute methode die op het radioactief verval van elementen berust.
De tijdschaal die gebruikt wordt bij de relatieve methode gaat uit van de opeenvolging van sedimentaire lagen in een ongestoorde serie, waarbij een hogere laag jonger is dan een diepere, een intrusief-gesteente jonger is dan de lagen, waar het ingedrongen is en een gesteentepakket pas geplooid kan worden nadat het is afgezet. Tevens blijkt dat wanneer de lagen dieper liggen de fossiele resten die die lagen bevatten, primitiever zijn (evolutietheorie). Bij de relatieve methode is het gidsfossiel van groot belang. Ook associaties van fossielen kunnen dienen om over grote afstanden, ook van continent tot continent, lagen of groepen van lagen te correleren, waarmede een wereldwijde tijdcorrelatie mogelijk is. Van bijzonder belang zijn drijvende organismen, plantenzaden en stuifmeel. In de relatieve tijdschaal zijn vier hoofdtijdperken of era’s te onderscheiden, die elk in een aantal perioden en die weer in tijdvakken en etages kunnen worden onderverdeeld (stratigrafie).
Bij de absolute tijdrekening wordt de ouderdom in jaren uitgedrukt met een onzekerheidsmarge van
2—5 %.
De onzekerheden zijn van geologische en van analytische aard. De basis van de ouderdomsbepaling is de constante halveringstijd van de oorspronkelijk aanwezige radioactieve atomen (moeder-element). Redelijk nauwkeurige meting van de uiterst kleine hoeveelheden radioactief element en het daaruit gevormde stabiele element (dochterelement) werd pas mogelijk met de uitvinding van de massaspectrograaf. De verhouding moeder/dochter is met de bekende halveringstijd een maat voor de ouderdom. Hoe groter de halveringstijd is, hoe groter de tijd is die men kan meten. Zo is de rubidiumstrontium methode (87Rb—87Sr) de meest gebruikte voor hoge ouderdommen; de koolstof—14 methode (14C—I4N) voor lage ouderdom en vooral voor archeologisch werk.
Slechts mineralen uit stollingsgesteenten of metamorfe gesteenten zijn bruikbaar; gemeten wordt de tijd dat het gesteente stolde of metarmorf rekristalliseerde. De ouderdom van sedimenten dient door interpolatie bepaald te worden. Noodzakelijk is, dat het dochterelement in het mineraal gevangen blijft en niet ten dele ontsnapt is. Ook uit metingen aan meteorieten is bekend, dat:
zonnestelsel en aarde ca. 4,5 mrd. jaar oud zijn; het oudst bepaalde gesteente 3,6 mrd. jaar en de oudst bekende fossiele resten3,3 mrd. jaar.
