Kosmogene Nuklide Primärstrahlung bis 10 22 eV Primärstrahlung bis 10 22 eV Sekundäre kosmische...

Kosmogene NuklideKosmogene Nuklide „„Primärstrahlung“ bis Primärstrahlung“ bis

10102222eVeV Sekundäre kosmische Sekundäre kosmische

StrahlungStrahlung Kernreaktionen mit Kernreaktionen mit

Atomen in Atomen in Atmosphäre und in Atmosphäre und in GesteinshülleGesteinshülle

Kosmogene NuklideKosmogene Nuklide Datierungsrelevant:Datierungsrelevant: Stabil: Stabil: 33He, He, 2121NeNe Radioaktiv:Radioaktiv:33H, H, 1010Be, Be,

1414C, C, 2626Al, Al, 3232Si, Si, 3636Cl, Cl, 3939Ar, Ar, 4141Ca, Ca, 8181KrKr

Kosmogene Nuklide…Kosmogene Nuklide…

Bei Produktion in Gesteinen:Bei Produktion in Gesteinen: „„mittlere Absorptionsweglänge“ L=Reichweite, bei mittlere Absorptionsweglänge“ L=Reichweite, bei

der Anzahl der Teilchen auf 1/e (=36,8%) abnimmtder Anzahl der Teilchen auf 1/e (=36,8%) abnimmt Angegeben in [g/cmAngegeben in [g/cm33] („Flächenmasse“)] („Flächenmasse“) Daraus über Dichte Daraus über Dichte ρρ [g/cm[g/cm33] Dicke zu berechnen ] Dicke zu berechnen

(„mitlere Reichweite“)(„mitlere Reichweite“) Flächenmasse für kosmische Korpuscularstrahlung Flächenmasse für kosmische Korpuscularstrahlung

ca. 150g/cm3 (bei lockerem Boden mit ca. 150g/cm3 (bei lockerem Boden mit ρρ=1,5: 100 =1,5: 100 cm)cm)

Produktion an Gesteinsoberfläche ca. 100 mal Produktion an Gesteinsoberfläche ca. 100 mal kleiner als in Atmosphärekleiner als in Atmosphäre

……Kosmogene Nuklide…Kosmogene Nuklide…

Abschirmung kosm. Strahlung durch Abschirmung kosm. Strahlung durch Erdmagnetfeld („Breiteneffekt“): am magn. Erdmagnetfeld („Breiteneffekt“): am magn. Äquator stärkste, an magn. Polen schwächste Äquator stärkste, an magn. Polen schwächste AbschirmungAbschirmung

Breiteneffekt (und Höheneffekt) bei Breiteneffekt (und Höheneffekt) bei atmosphärisch gebildeten kosmogenen atmosphärisch gebildeten kosmogenen Nukliden wegen Durchmischung schnell Nukliden wegen Durchmischung schnell ausgeglichen, nicht bei in situ gebildeten. ausgeglichen, nicht bei in situ gebildeten.

Bildung in situ hauptsächlich durch Bildung in situ hauptsächlich durch Kernreaktion mit Si Kernreaktion mit Si 33He, He, 1010Be, Be, 2626Al, Al, 3636Cl, Cl, 4141Ca Ca un Gesteinen.un Gesteinen.


Produktionstiefenprofil: PProduktionstiefenprofil: P(d)(d) =P =P00*e*e-d/L-d/L

Aufbau der produzierten Nuklide:Aufbau der produzierten Nuklide: Stabile: N=P*tStabile: N=P*t Instabile: N=(1-eInstabile: N=(1-eλλtt)*P/)*P/λλ


Bei plötzlicher Exponierung (Bergsturz, Gletscherexaration, Bei plötzlicher Exponierung (Bergsturz, Gletscherexaration, Ein-schlagkrater, Caldera…) kann Bestrahlungsalter t Ein-schlagkrater, Caldera…) kann Bestrahlungsalter t datiert werden:datiert werden:

A) stabil: t=N/PA) stabil: t=N/P B) Instabil: t=-ln(1-B) Instabil: t=-ln(1-λλ*N/P)/*N/P)/λλ Nach einigen HWZ Gleichgewichtspegel NNach einigen HWZ Gleichgewichtspegel Ngg=P/=P/λλ

Wagner 1995


Bei gleichzeitiger Erosion: Reduktion von Bei gleichzeitiger Erosion: Reduktion von NNgg (weil zunehmend Oberfläche in Bereich (weil zunehmend Oberfläche in Bereich mit vorher geringerer P verlegt wird):mit vorher geringerer P verlegt wird):

NNgg=P/(=P/(λλ+v/L) +v/L) mitmit v=Abtragungsrate [g/cm2/a] v=Abtragungsrate [g/cm2/a]

Abtragungsrate bestimmbar nachAbtragungsrate bestimmbar nachv=(P/Nv=(P/Ngg--λλ)*L)*L

Bestrahlungsalter oder Abtragungsraten Bestrahlungsalter oder Abtragungsraten bestimmbar, je nach Gegebenheiten; oder bestimmbar, je nach Gegebenheiten; oder es liegt Kombination aus beiden vor es liegt Kombination aus beiden vor


Wird bei Sedimentation Probe der Bestrahlung Wird bei Sedimentation Probe der Bestrahlung entzogen (zu große Tiefe), Datierung von entzogen (zu große Tiefe), Datierung von Zerfallsalter möglich (Sedimentationsalter):Zerfallsalter möglich (Sedimentationsalter):

N=Ng*eN=Ng*e--λλtt


Junge Hebungsgeschichte:Junge Hebungsgeschichte:Ermöglicht potenziell Rekonstruktion starker Ermöglicht potenziell Rekonstruktion starker junger Hebung; allerdings Beeinträchtigung durch junger Hebung; allerdings Beeinträchtigung durch zeitweise Überdeckung durch Schnee und Eis.zeitweise Überdeckung durch Schnee und Eis.


Zu beachten:Zu beachten: Da Produktionsraten in Atmosphäre viel höher, Da Produktionsraten in Atmosphäre viel höher,

Kontamination durch Ausregnen.Kontamination durch Ausregnen. Für in situ-Datierung nur Proben aus nicht Für in situ-Datierung nur Proben aus nicht

absorbierenden Gesteinen bzw. Mineralen, z. B. absorbierenden Gesteinen bzw. Mineralen, z. B. Quarz, verwenden.Quarz, verwenden.


Nachweistechnik: kosmogene Nuklide oft Nachweistechnik: kosmogene Nuklide oft nur durch AMS nachweisbar (seit 1977).nur durch AMS nachweisbar (seit 1977).

Nachweisgrenze 10Nachweisgrenze 10-10-10 bis 10 bis 10-12-12

Z.B. für Z.B. für 1414C: konventionell (ß-Zählung) in 1 Woche C: konventionell (ß-Zählung) in 1 Woche Zählzeit (5g C) oft nur 10Zählzeit (5g C) oft nur 10-6-6 der der 1414C-Atome (gerade C-Atome (gerade zerfallend), mit AMS alle C-Atome gezählt, 1mg C zerfallend), mit AMS alle C-Atome gezählt, 1mg C ausreichend.ausreichend.

Messgenauigkeit 0,3% für Messgenauigkeit 0,3% für 1414C, 1-3% für andere (noch C, 1-3% für andere (noch verbesserbar)verbesserbar)


Erlanger AMSErlanger AMS

Radiokohlenstoff (Radiokohlenstoff (1414C)C) Ständige Nachbildung in Atmosphäre, Ständige Nachbildung in Atmosphäre,

GleichgewichtGleichgewicht Über Austausch in Biosphäre und HydrosphäreÜber Austausch in Biosphäre und Hydrosphäre Bei Unterbindung des Austauschs (z.B. Tod des Bei Unterbindung des Austauschs (z.B. Tod des

Organismus) Zerfall von Organismus) Zerfall von 1414C mit tC mit t1/21/2=5730 a=5730 a Datierung organischer Reste (Holz, Knochen, Datierung organischer Reste (Holz, Knochen,

Humus, Molluskenschalen), Eis, Grundwässer, Humus, Molluskenschalen), Eis, Grundwässer, Ozeanwässer u.a., 300 a – 40 kaOzeanwässer u.a., 300 a – 40 ka

Oft „terminus post quem“, d.h. datierter Oft „terminus post quem“, d.h. datierter Zeitpunkt liegt vor dem interessierenden Zeitpunkt liegt vor dem interessierenden (Einbettung in Sediment, Gebrauch durch (Einbettung in Sediment, Gebrauch durch Menschen…)Menschen…)

1414CC

100%C = 98,98%100%C = 98,98%1212C+1,11%C+1,11%1313C+Spuren von C+Spuren von 1414C C (ca. 10-12 von 12C)(ca. 10-12 von 12C)

ß-Zerfall (max. 158 keV), tß-Zerfall (max. 158 keV), t1/21/2=5730 a=5730 a Bildung vorwiegend in Stratosphäre (12-15 km)Bildung vorwiegend in Stratosphäre (12-15 km)

1414N (n,p)N (n,p)1414CC Breitenabhängige und zeitliche Schwankungen der Breitenabhängige und zeitliche Schwankungen der

ProduktionProduktion In situ-Produktion an Gesteinen vernachlässigbar In situ-Produktion an Gesteinen vernachlässigbar

kleinklein t=8033*ln(t=8033*ln(1414CC00//1414C)C) (falls (falls 1414CC0 0 konstant)konstant) 1% Abnahme von 1% Abnahme von 1414C entspricht ca. 80 aC entspricht ca. 80 a

1414CC

Nachweis:Nachweis: A) Konventionell durch Beta-Zählung oder A) Konventionell durch Beta-Zählung oder

Flüssigkeits-Szintillations-Zählung, Obergrenze Flüssigkeits-Szintillations-Zählung, Obergrenze 30-40 ka, nach spezieller Anreicherung von 30-40 ka, nach spezieller Anreicherung von 1414C C unter günstigen Umständen bis 75 kaunter günstigen Umständen bis 75 ka

B) AMS: 40-50 ka (60 ka), erhofft werden 75 ka B) AMS: 40-50 ka (60 ka), erhofft werden 75 ka generell. Vorteil: sehr kleine Probenmengen, generell. Vorteil: sehr kleine Probenmengen, dadurch gezielte und selektive Datierung dadurch gezielte und selektive Datierung einzelner Komponenten möglicheinzelner Komponenten möglich

Bessere Ausscheidung von KontaminationBessere Ausscheidung von Kontamination Erste Erste 1414C-Alter durch Arnold & Libby (1949), Libby C-Alter durch Arnold & Libby (1949), Libby

(1952; Nobelpreis für Chemie 1960).(1952; Nobelpreis für Chemie 1960).

1414C, Kohlenstoffkreislauf n. LibbyC, Kohlenstoffkreislauf n. Libby

Wagner 1995

1414CC

1414C, Probleme und KomplikationenC, Probleme und Komplikationen

1414CC00-Variationen der Atmosphäre, -Variationen der Atmosphäre, KalibrierungKalibrierung

A) natürlich (langfristige und A) natürlich (langfristige und kurzfristige)kurzfristige)

B) anthropogeneB) anthropogene

1414C, KalibrierungC, Kalibrierung

Schon in 1950er Jahren deutlich, dass 14C-Alter oft Schon in 1950er Jahren deutlich, dass 14C-Alter oft kleiner als unabhängig datierte Alter.kleiner als unabhängig datierte Alter.

14-Messungen an Baumringen jahrtausende alter 14-Messungen an Baumringen jahrtausende alter Borstenkiefern in Kalifornien; kein gesetzmäßiger Borstenkiefern in Kalifornien; kein gesetzmäßiger AltersunterschiedAltersunterschied

Kalibrierung nötigKalibrierung nötig Heute über Dendrochronologie bis 12000 a möglichHeute über Dendrochronologie bis 12000 a möglich Darüber hinaus (mit geringerer Genauigkeit) bis 30 Darüber hinaus (mit geringerer Genauigkeit) bis 30

ka über U-Reihen (TIMS)ka über U-Reihen (TIMS) Neuerdings Modelle bis >50 ka (z.B. über gewarvte Neuerdings Modelle bis >50 ka (z.B. über gewarvte

Sedimente)Sedimente)

1414CC

1414CC

Geyh 2006

1414CC

1414CC

Bis zu 3,5 ka Unterschied im LGM (20 ka)40% höherer 14C0-Gehalt; auch in jüngerer Dryas dramatische Unterschiede

1414CC

Ca. 40 ka cal BP: Einwanderung des moder-nen Menschen in Europa

1414CC

Mögliche Ursachen langfristiger Schwankungen:Mögliche Ursachen langfristiger Schwankungen: 1. Änderung des Erdmagnetfeldes (Stärkeres 1. Änderung des Erdmagnetfeldes (Stärkeres

DipolfeldDipolfeldstärkere Ablenkung kosmischer stärkere Ablenkung kosmischer PartikelPartikelgeringere geringere 1414C-ProduktionC-Produktion

2. Klimaänderung2. KlimaänderungÄnderung der ozeanischen Änderung der ozeanischen ZirkulationZirkulationÄnderung der C-Bilanz zwischen Änderung der C-Bilanz zwischen Ozean und Atmosphäre (Freisetzung von „altem“ Ozean und Atmosphäre (Freisetzung von „altem“ C; 94% von C im Ozean!)C; 94% von C im Ozean!)

3. Mögliche primäre Oszillation der kosmischen 3. Mögliche primäre Oszillation der kosmischen StrahlungStrahlung

1414CC

1414CC Mögliche Ursachen kurzfristiger Schwankungen:Mögliche Ursachen kurzfristiger Schwankungen: 1. „Suess-Wiggles“, 100-200 a, wohl infolge 1. „Suess-Wiggles“, 100-200 a, wohl infolge

Änderung der Sonnenaktivität („Sonnenwind“); hohe Änderung der Sonnenaktivität („Sonnenwind“); hohe Aktivität mit hohen Sonnenfleckenzahlen verringern Aktivität mit hohen Sonnenfleckenzahlen verringern 1414C-Produktions-rate („de Vries-Effekt“) bis 2%;C-Produktions-rate („de Vries-Effekt“) bis 2%;

Hohe Sonnenaktivität Hohe Sonnenaktivität ~ Klimaerwärmung?~ Klimaerwärmung? ““Kleine Eiszeit” (17./18. Jh.) ~ “Maunder-Minimum”Kleine Eiszeit” (17./18. Jh.) ~ “Maunder-Minimum” Zudem 11a/22a-Zyklus der Zudem 11a/22a-Zyklus der 1414C-Produktion C-Produktion

(Sonnenflecken-Zyklus)(Sonnenflecken-Zyklus) 2. „Suess-Effekt“, Freisetzung von fossilem C im 2. „Suess-Effekt“, Freisetzung von fossilem C im

Industriezeitalter, Verdünnung Industriezeitalter, Verdünnung 1414C/C/1212C um 0,03%/a C um 0,03%/a Überhöhung von Altern ab 1850Überhöhung von Altern ab 1850

3. “Kernwaffeneffekt” 1950-1964: teilw. 3. “Kernwaffeneffekt” 1950-1964: teilw. Verdoppelung des atm. Verdoppelung des atm. 1414C, heute noch +20%; C, heute noch +20%; „Markierung“ von Wässern„Markierung“ von Wässern

1414CC Isotopenfraktionierungs-Effekt:Isotopenfraktionierungs-Effekt: Fraktionierung Fraktionierung 1212C,C,1313C,C,1414C bei chemischen Reaktionen, z.B. C bei chemischen Reaktionen, z.B.

Photosynthese Photosynthese Für Für 1212C/C/1414C doppelt wie für C doppelt wie für 1313C/C/1414C, C, 1313C/C/1212C als Proxy für C als Proxy für 1414C/C/1212C-C-

Fraktionierung, da Fraktionierung, da 1313C stabilC stabil Angabe in Bezug auf Standard S (Belemnit PDB):Angabe in Bezug auf Standard S (Belemnit PDB):

1313C=1000*[(C=1000*[(1313C/C/1212C)C)P P – (– (1313C/C/1212C)C)SS]/ (]/ (1313C/C/1212C)C)S S in in ‰‰ Proben gleichen Alters, aber verschied. Proben gleichen Alters, aber verschied. 1313C besitzen verschiedene C besitzen verschiedene

1414C-Alter! Scheinbar Verjüngung von C-Alter! Scheinbar Verjüngung von 1414C-Alter mit steigendem C-Alter mit steigendem 1313C: C: 16a/ 16a/ ‰ ‰ 1313CC

Internationale Vereinbarung: Konventionelle Internationale Vereinbarung: Konventionelle 1414C-Alter werden auf C-Alter werden auf 1313C-C-Wert von Holz (-25 Wert von Holz (-25 ‰) bezogen!‰) bezogen!

Fraktionierungskorrigierte Alter:Fraktionierungskorrigierte Alter: 1414CCkk==1414CCmm*[1-2(*[1-2(1313C +25)/1000]C +25)/1000] ( (1414CCm m ist gemessener Wert)ist gemessener Wert) 1414CCkk in Altersgleichung einsetzen! in Altersgleichung einsetzen! Korrektur meist <80 a, bei marinen Kalken und Organismen bis 400 a.Korrektur meist <80 a, bei marinen Kalken und Organismen bis 400 a. 1313C auch als Proxy für Paläotemperatur oder Paläoniederschlag.C auch als Proxy für Paläotemperatur oder Paläoniederschlag.

1414C, Isotopen-C, Isotopen-FraktionierungFraktionierung

1414CC

Reservoir-Effekt:Reservoir-Effekt: Verarmung an Verarmung an 1414C in C-Reservoiren mit langsamer C in C-Reservoiren mit langsamer

Durchmischung (bez. auf tDurchmischung (bez. auf t1/21/2) oder Austausch mit ) oder Austausch mit NachbarreservoirenNachbarreservoiren

Erhöhung des scheinbaren Erhöhung des scheinbaren 1414C-AltersC-Alters Ozeanische Tiefenzirkulation besonders langsam (ca. 2 ka), Ozeanische Tiefenzirkulation besonders langsam (ca. 2 ka),

Tiefenwasser bis 1,7 ka zu hohe Alter („mariner Tiefenwasser bis 1,7 ka zu hohe Alter („mariner Reservoireffekt“, bes. bei Aufwallung, im Mittel 400 a)Reservoireffekt“, bes. bei Aufwallung, im Mittel 400 a)

Marine Organismen übernehmen Isotopensignatur des Marine Organismen übernehmen Isotopensignatur des Meerwassers, Messung rezenter Muscheln aus Meerwassers, Messung rezenter Muscheln aus Untersuchungsgebiet (vor 1950) zur Korrektur.Untersuchungsgebiet (vor 1950) zur Korrektur.

1414C-Alter an Baumringen der Südhemisphäre ca. 30 a „älter“ als C-Alter an Baumringen der Südhemisphäre ca. 30 a „älter“ als gleichaltrige der N-Hemisphäre. Stärkere Verdunstung und gleichaltrige der N-Hemisphäre. Stärkere Verdunstung und damit Verdünnung durch altes COdamit Verdünnung durch altes CO22??

1414CC

HartwassereffektHartwassereffekt Bei Karbonatlösung Aufnahme von altem CBei Karbonatlösung Aufnahme von altem C Scheinbare AlterserhöhungScheinbare Alterserhöhung Süßwassermollusken und Faulschlämme bis einige 100 a zu Süßwassermollusken und Faulschlämme bis einige 100 a zu

altalt Korrekturen wegen zeitlicher Schwankungen kaum möglich.Korrekturen wegen zeitlicher Schwankungen kaum möglich. Auch bei aktiven Vulkanen durch CO2-exhalation sowie bei Auch bei aktiven Vulkanen durch CO2-exhalation sowie bei

Zersetzung von Kalk durch HuminstoffeZersetzung von Kalk durch Huminstoffe

1414C, konventionell und kalibriertC, konventionell und kalibriert

Unterscheidung inUnterscheidung in KonventionellesKonventionelles

kalibrierteskalibriertes AlterAlter

(Dendrochronologie)(Dendrochronologie) Wird zunächst berechnet,Wird zunächst berechnet,

unter verschiedenen Modell-unter verschiedenen Modell-annahmenannahmen

1414C, konventionellC, konventionell

A) Bezugsjahr 1950 („BP“ bzw. „AD“ oder „BC“)A) Bezugsjahr 1950 („BP“ bzw. „AD“ oder „BC“) Achtung bei Umrechnung: das Jahr „0“ gibt’s nicht!Achtung bei Umrechnung: das Jahr „0“ gibt’s nicht!

B) B) 1414C-Anfangskonzentration wird als zeitlich konstant C-Anfangskonzentration wird als zeitlich konstant genommengenommen

C) Berechnung mit Libby-HWZ (5568 a, um 3% zu klein)C) Berechnung mit Libby-HWZ (5568 a, um 3% zu klein) D) Isotopenfraktionierung auf Holz bezogen (-25D) Isotopenfraktionierung auf Holz bezogen (-25‰)‰) Konv. Alter systematisch um 3% zu klein! Konv. Alter systematisch um 3% zu klein!

Berücksichtigen auch nicht zeitliche 14C-Berücksichtigen auch nicht zeitliche 14C-Schwankungen!Schwankungen!

Auf eindeutige Angaben achten!Auf eindeutige Angaben achten! (BP oder BP cal); sonst (BP oder BP cal); sonst Vergleich nicht möglich!Vergleich nicht möglich!

Altersverfälschungen werden durch Kalibration Altersverfälschungen werden durch Kalibration ausgeglichenausgeglichen

1414C, kalibriertC, kalibriert

Durch international anerkannte Eichkurven (z.B. Durch international anerkannte Eichkurven (z.B. www.calib.orgwww.calib.org ) )

Bezeichnung als cal BP, cal BC oder cal ADBezeichnung als cal BP, cal BC oder cal AD Übereinstimmung (Fehler ca. 13a) von europäischen Eichen Übereinstimmung (Fehler ca. 13a) von europäischen Eichen

und kalifornischen Borstenkiefern, im Präboreal und früher und kalifornischen Borstenkiefern, im Präboreal und früher auch europäische Kiefernauch europäische Kiefern

Kein monotoner Verlauf der KalibrierungskurveKein monotoner Verlauf der Kalibrierungskurve Bei 7300 a cal 800a Differenz, bei 11300a schon 1100a,Bei 7300 a cal 800a Differenz, bei 11300a schon 1100a, Bei 12330 a BP alten Korallen 2130 a geg. U/Th, LGM ca. Bei 12330 a BP alten Korallen 2130 a geg. U/Th, LGM ca.

3500 a Differenz, bei 35 ka BP möglicherweise 5 ka.3500 a Differenz, bei 35 ka BP möglicherweise 5 ka. Durch Suess-Wiggles u. U. auch 2 Lösungen möglich (s.o. Durch Suess-Wiggles u. U. auch 2 Lösungen möglich (s.o.

Abb. 49 aus Wagner)Abb. 49 aus Wagner)

http://www.calib.org/

1414C, kalibriert, VerfahrenC, kalibriert, Verfahren

1414C, kalibriert, Wiggle-MatchingC, kalibriert, Wiggle-Matching

1414C: GrundwasserC: Grundwasser

1414C, „caveat“C, „caveat“

Kontamination.Kontamination.A) mit totem C: Erhöhung des scheinbaren AltersA) mit totem C: Erhöhung des scheinbaren Alters

B) mit rezentem C: Verjüngung des scheinbaren AltersB) mit rezentem C: Verjüngung des scheinbaren Alters Quellen für rezenten C: Wurzeln, Quellen für rezenten C: Wurzeln,

Huminsäureninfiltration, Bioturbation, Huminsäureninfiltration, Bioturbation, Probenaufbereitung (bes. alte Proben gefährdet!)Probenaufbereitung (bes. alte Proben gefährdet!)

Maximalalter: laborabhängig. Wird erreicht, wenn Maximalalter: laborabhängig. Wird erreicht, wenn [[1414C]- [C]- [1414CCUgrUgr]]≤2≤2σσ; Angabe durch >x±y ka; Angabe durch >x±y ka

Altholzproblem bei Holzkohle (bis einige 100 a)Altholzproblem bei Holzkohle (bis einige 100 a) Höchstes gemessenes Alter: 74,7 (+2,7/-2.0) ka von Höchstes gemessenes Alter: 74,7 (+2,7/-2.0) ka von

„St. Pierre-Interstadial“, Früh-Wisconsin, USA„St. Pierre-Interstadial“, Früh-Wisconsin, USA

Tritium (Tritium (33H)H) Erzeugung durch Spallation an N, O in AtmosphäreErzeugung durch Spallation an N, O in Atmosphäre Zudem anthropogen durch Kernindustrie und Zudem anthropogen durch Kernindustrie und

Bomben (Hauptmenge frühe 1960er)Bomben (Hauptmenge frühe 1960er) HWZ=12,43 a, HWZ=12,43 a, 33H, ßH, ß33He, EHe, Emaxmax=18.6 keV=18.6 keV System weitgehend offen. System weitgehend offen. Bomben-Tritium als Markierungssignal im Bomben-Tritium als Markierungssignal im

hydrologischen Kreislauf (heute in Europa schon von hydrologischen Kreislauf (heute in Europa schon von 3H aus kerntechnischen Anlagen übertroffen)3H aus kerntechnischen Anlagen übertroffen)

HHgesges==11H (99,985%) + H (99,985%) + 22H (0,015%) (Deuterium)H (0,015%) (Deuterium) Breitenabhängige Produktion ca. 0,25 Breitenabhängige Produktion ca. 0,25 33H-Atome/cmH-Atome/cm22ss 33H/H in hohen Breiten 25*10H/H in hohen Breiten 25*101818, in äquatorialen 4*10, in äquatorialen 4*101818, ,

über Ozeanen höher als über Kontinentenüber Ozeanen höher als über Kontinenten

Tritium (Tritium (33H)H)

In Tiefenwässern (Ozeane, Seen) In Tiefenwässern (Ozeane, Seen) Speicherung Speicherung der Tochter der Tochter 33HeHe

33H-H-33He: Abtauchalter:He: Abtauchalter:t=17,9*ln [1+ (t=17,9*ln [1+ (33H-H-44He*1,39*10He*1,39*10-6-6)/)/33H]H]

Gestört durch Wasservermischung und EntgasungGestört durch Wasservermischung und Entgasung Schnee: Über Antarktis durch winterliche Schnee: Über Antarktis durch winterliche

Auflösung der Tropopause verstärkter Auflösung der Tropopause verstärkter winterlicher winterlicher 33H-Eintrag H-Eintrag durch Auszählung durch Auszählung jährlicher jährlicher 33H-Minima genauer H-Minima genauer SchneelagenzählungSchneelagenzählung

33HeHe Erzeugung in Gesteinen der ErdoberflächeErzeugung in Gesteinen der Erdoberfläche Stabil, daher Stabil, daher 33HeHe~~tt 250 a bis 1 Ma datierbar250 a bis 1 Ma datierbar 33He aus Zerfall von He aus Zerfall von 33H sowie in situ kosmogenH sowie in situ kosmogen 33He und He und 44He auch als Urhelium seit Gebinn der Erde. Im He auch als Urhelium seit Gebinn der Erde. Im

Erdmantel Erdmantel 33He/ He/ 44He einige 10He einige 10-4-4 bis 1,3*10 bis 1,3*10-5-5, nahe Urhelium-, nahe Urhelium-VerhältnisVerhältnis

In Kruste durch In Kruste durch -Zerfälle -Zerfälle 33He/ He/ 44He ca. 2*10He ca. 2*10-8-8, in Atmosphäre , in Atmosphäre 1,39*101,39*10-6-6

In Tiefen bis 3m Spallation an schweren Kernen (s.o.)In Tiefen bis 3m Spallation an schweren Kernen (s.o.) Produktionsrate in Hawai (37°N, 0 m NN) 125±30 Produktionsrate in Hawai (37°N, 0 m NN) 125±30 33He-Atome/cmHe-Atome/cm33

Probleme: zeitliche Variabilität der Produktion, kosmogener Probleme: zeitliche Variabilität der Produktion, kosmogener Beitrag muss durch Subtraktion ererbter Beiträge von Beitrag muss durch Subtraktion ererbter Beiträge von Gesamtkonzentration ermittelt werden.Gesamtkonzentration ermittelt werden.

Datierung von LavaströmenDatierung von Lavaströmen

Kosmogene Nuklide Primärstrahlung bis 10 22 eV Primärstrahlung bis 10 22 eV Sekundäre kosmische...

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