Datierungsergebnisse

Die 14C Konzentration einer Probe wird durch den Vergleich ihres 14C/12C Verhältnisses mit dem eines internationalen Standards (NIST Oxalsäure-Standard 2 - Ox II), beide gemessen mittels Beschleuniger-Massenspektrometrie (AMS), bestimmt.

 

δ13C Korrektur

Die ermittelten 14C Resultate werden aufgrund von massenabhängiger Isotopenfraktionierung infolge von biochemischen Prozessen, z.B. bei der Aufnahme von CO2 durch Pflanzen, auf einen konstanten δ13C Wert von -25 ‰ PDB korrigiert. – Der δ13C Wert (in ‰ PDB) gibt die relative Abweichung des 13C/12C-Verhältnisses der Probe von dem eines Standards an. Das Referenzmaterial (PDB) ist das Karbonatfossil Bellemnitella americana aus der Pee Dee Formation in South Carolina. – Diese Korrektur ermöglicht den Vergleich von Radiokarbonaltern unterschiedlicher Probenarten ungeachtet der biogeochemischen Fraktionierung, die sie erfahren haben (Details hierzu: Stuiver and Polach, 1977; pdf, 125 KB).

Die δ13C Werte, die wir zur Korrektur der Isotopenfraktionierung benutzen, werden zur Zeit mit AMS, gleichzeitig mit dem 14C/12C-Verhältnis, gemessen. Die Bestimmung des Maß der Isotopenfraktionierung erfolgt durch den Vergleich des 13C/12C-Verhältnisses der Probe mit dem des NIST OxII Standards.

 

14C Einheiten

14C Konzentrationen werden in percent modern carbon (pMC) mit +/- 1 σ Messunsicherheit angegeben. 100 pMC ist definiert als die 14C Konzentration der Atmosphäre im Jahr 1950 (Details hierzu: Stuiver and Polach, 1977; pdf, 125 KB).

Bei geochemischen Untersuchungen berichten wir zudem den 14C Gehalt als  14C Wert (in ‰). Hierbei wird die 14C Konzentration der Probe als Abweichung von einem absoluten, d.h. zerfallskorrigierten, Standard angegeben.

Das konventionelle Radiokarbonalter wird in "Jahren vor heute" (BP = Before Present) angegeben. Diese Altersangabe ist nicht vergleichbar mit einem historischen oder kalendarischen Alter, da diesem Wert die (nicht korrekte) "Libby"-Halbwertszeit von 5568 Jahren (anstelle von 5730 Jahren) zugrunde liegt, das Radiokarbonalter auf das Jahr 1950 bezogen wird und Variationen der atmosphärischen 14C Konzentration nicht berücksichtigt werden.

Die Umrechnung von konventionellen Radiokarbonaltern in Kalenderalter (cal BP, cal AD/BC) erfolgt durch eine Kalibrierung, d.h. durch den Vergleich des konventionellen Alters mit Daten einer internationalen Kalibrierkurve. Dieses ist notwendig, da die 14C Konzentration in der Atmosphäre nicht konstant ist - die Grundvoraussetzung der Radiokarbonmethode - sondern natürlichen und anthropogen bedingten Schwankungen unterliegt. Der Kalibrierungsdatensatz basiert bis zu einem Alter von 12,400 cal BP auf Baumringdatierungen (INTCAL04, Reimer et al., 2004). Eine darüber hinausgehende Kalibrierkurve bis 26,000 cal BP wurde durch 14C Datierungen von Foraminiferen aus geschichteten Sedimenten (Warven) sowie durch Uran/Thorium-Datierungen von Korallen ermittelt.

 Wahrscheinlichkeitsverteilung des Radiokarbonalters (Y-Achse)
und des Kalenderalters (X-Achse)

Diese Datensätze sind in Kalibrierprogrammen wie CALIB 5.0 (Stuiver et al., 2005) enthalten, das wir zur Ermittlung von Kalendaraltern nutzen. Eine Kalibrierung ist bis zur Zeit vor der Freisetzung von 14C durch die oberirdischen Kernwaffentest der 1950er/60er möglich (d.h. vor 1950). Die Kalibrierung von Daten aus den Jahren nach 1950 wird von Reimer et al. 2004 (Radiocarbon 46, 1299-1304) diskutiert und es steht das Program CALIBomb zur Verfügung.

Der Ergebnisbericht für unsere Kunden beinhaltet eine Übersetzung des Radiokarbonalters (Jahre BP) in ein Kalenderalter (cal AD/BC) mit einer Graphik der Wahrscheinlichkeitsverteilung des Probenalters (siehe Abbildung).

 

Messunsicherheit

Die Messunsicherheit der 14C Datierung (Standardabweichung, s) ergibt sich aus (i) der Variabilität von 8-12 einzelnen Messungen jeder Probe und (ii) der Zählstatistik. Der größere beider Werte wird als ± 1-s Messunsicherheit berichtet.

Die Genauigkeit der Radiokarbonalter für rezente Proben (jünger als 2000 Jahre) von normaler Probengröße (1-2 mg Kohlenstoff) ist besser als 0,5% (meist 0,3 - 0,4%). Das entspricht einer 1-σ Messunsicherheit von +/-40 Jahren (25 - 30 Jahren) des Probenalters. Die Präzision nimmt mit zunehmendem Probenalter ab.

Wir führen ständig Tests und Labor-Interkalibrierungen zur Überprüfung der Messgenauigkeit durch.