Schellmann, Gerhard; Beerten, Koen; Radtke, Ulrich:

Electron spin resonance (ESR) dating of Quaternary materials

In: Quaternary Science Journal (Eiszeitalter und Gegenwart), Jg. 57 (2008) ; Nr. 1-2, S. 150-178
ISSN: 0424-7116
Zeitschriftenaufsatz / Fach: Geowissenschaften
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Abstract:
ESR hat sich im letzten Jahrzehnt bei der Datierung verschiedenster littoraler Ablagerungen (Korallenriffterassen, Strandwallsysteme, Dünen) als effizientes Datierungswerkzeug etabliert. Verbesserungen in der Bestimmung der jährlichen Dosisleistung (D’) und ein neu entwickelter Ansatz zur Bestimmung der Äquivalent Dosis (DE – Dmax Verfahren) haben die Präzision der ESR-Datierung sowohl an holozänen und pleistozänen Korallen als auch an marinen und terrestrischen Molluskenschalen verbessert. Dies wurde durch den Vergleich mit anderen numerischen Datierungsverfahren wie Radiokohlenstoff und TIMS-Uranserien- Analyse (TIMS 230Th/234U) unterstützt. Der Vergleich mit letzterer Methode steht im Fokus dieses Artikels. Die mit der ESR-Methode verbundenen Ungenauigkeiten bei der Datierung holozäner Korallen liegt in der Größenordnung der Variabilität von 14C-Altern, die durch den marinen Reservoireffekt bedingt ist. Die Datierung pleistozäner Korallen erlaubt die Differenzierung der wichtigen marinen Isotopenstadien (MIS) 5, 7, 9,11 und 13 sowie der Untereinheiten 5e3/2 und 5e1, 5c und 5a1 und 5a2. Der durchschnittliche Fehler bei der Datierung von Korallen liegt zwischen 5 bis 8%. Weiterhin hat die Datierung mariner und terrestrischer Mollusken mittels ESR viel versprechende Resultate geliefert, die eine Differenzierung der Interglaziale MIS
1, 5, 7 und 9 ermöglichen, bei einem Fehler von 10-15%. Die ESR Datierung von Quarz ist eine weitere vielversprechende Datierungstechnik für quartäre und sogar neogene geologische Formationen. Das Vorkommen von Quarz in vulkanischen Gesteinen, Tephren, Störungen und Sedimenten (thermisch beeinflusst und unbeeinflusst) ermöglicht die zeitliche Bestimmung des letzten Zeitpunkts vor der Erhitzung, Störung oder der Aussetzung von Sonnenlicht. Obwohl durch einige experimentelle Ergebnisse angezweifelt, ist die ESR Datierung von Quarz die einzige Möglichkeit Altersdaten älterer Ablagerungen zu liefern. ESR wurde auch bei einer Vielzahl anderer Materialien angewendet, wie zum Beispiel Foraminiferen, Speleothemen, Travertinen, Kalkkrusten und Zahnschmelz. Die gebräuchlichste und zuverlässigste Anwendung ist die ESR-Datierung von Mammutstoßzähnen. Im Zusammenspiel mit der Laser-Ablation Uranserien Datierung ist ESR eine wichtige Methode zur Altersbestimmung archäologischer Fundstätten jenseits der Bestimmungsgrenzen der Radiokohlenstoffmethode bis in den Bereich von 200 bis 300 ka.