Radioaktiver Zerfall und das Alter von Gesteinen - Einfuhrung in die Geophysik - page 41

Alter

40 36
Ar/ Ar

•

•

•

•

Steigung
ergibt
Gesteinsalter

Gesteins-
alter

•

•

•

•

•

•

50% 100 %

39 36
Ar/ Ar

39

Ar ausgetrieben

Abb. 2.5 Beispiel einer Ar-Ar-Datierung für ein nach der Bildung
nicht wieder aufgeheiztes Gestein

Alter

40 36

Ar/ Ar

Gesteins-
alter

Steigung
ergibt
Gesteinsalter

°

°

Alter des
Aueizens

Abb. 2.7 40 Ar = 39 Ar-Altersspektrum für drei Proben vom Chicxulub-

Einschlagkrater aus der Kreide-Tertiär Grenze (Datierung aus Glastek-
titen von Haiti: 65,01(8) Millionen Jahre (nach Swisher et al. 1992 ;
nach © Lowrie 2007 ) )

°

°

°

°

°

°

50% 100

%

39

Ar ausgetrieben

39 36

Ar/ Ar

Abb.2.6 Beispiel einer Ar-Ar-Datierung für ein nach der Bildung auf-
geheiztes Gestein

dung 2.7 zeigt als Beispiel die Datierung von Gesteinen aus
dem Chicxulub-Einschlagkrater. Abbildung 2.8 zeigt das
Ergebnis der Datierung eines beim Eintauchen in die Erdat-
mosphäre aufgeheizten Meteoriten.

Einsetzen in ( 2.16 ) ergibt für das Alter der Probe:

ln

1 C J Π40 Ar
Π39 Ar

t D 1;804 10 9
„ ƒ‚ …
1=.œ Ca C œ Ar /

: (2.18)

2.2.1.3 Zerfallsreihen
Die instabilen Uranisotope 238 U und 235 U zerfallen über vie-
le Zwischenschritte in einer Reihe radioaktiver Tochterisoto-
pe schließlich in die stabilen Blei-Isotope 206 Pb und 207 Pb.
Zu ihrer Datierung werden zwei Methoden verwendet, das
Concordia-Discordia-Diagramm für die U/Pb-Datierung und
die Isochronen-Methode für die Pb/Pb-Datierung.
(i) Concordia-Discordia-Diagramm: DerZerfallderin-
stabilen Uranisotope 238 U und 235 U über viele Zwischen-
schritte wird durch jeweils eine einzige Zerfallskonstante
beschrieben:

Diese Bestimmungsgleichung ähnelt ( 2.15 ) , wobei 39 Ar den
Platz von 40 K einnimmt und die Konstante J jenen des Fak-
tors 9,524.
Bei der massenspektrometrischen Bestimmung des
Π40 Ar =Π39 Ar

-Verhältnisses wird die Temperatur der Pro-
be sukzessive erhöht und gebundenes Argon auf diese Weise
immer stärker ausgetrieben. Dies liefert ein Altersspektrum.
Bei thermisch nicht beanspruchtem Gestein ergibt die Auf-
tragung des Alters über der Menge des ausgetriebenen Argon
eine horizontale Gerade (Abb. 2.5 ) , zeigen sich mehrere, lie-
fern sie die Zeitpunkte sekundärer Argon-Entgasungen, die
verschiedene Ursachen gehabt haben können (Abb. 2.6 ) .
Alternativ zur Gesamtgesteinsanalyse werden einzelne
Mineralkörner mit fokussierten Lasern aufgeschmolzen.
Aufgrund spezifischer Schmelztemperaturen liefern ver-
schiedene Minerale unterschiedliche Altersspektren. Abbil-

Π206 Pb
Π238 U

D e œ 238 t

1; (2.19)

Π207 Pb
Π235 U

D e œ 235 t 1: (2.20)

Eine Auftragung des [ 206 Pb]/[ 238 U]-Verhältnisses gegen das
[ 207 Pb]/[ 235 U]-Verhältnis ergibt die sogenannte Concordia -