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Korrigierte C-14-Daten: Neandertaler und Mensch: Eine kurze Zweisamkeit

Jüngst haben Radiokarbonforscher die C-14-Methode neu kalibriert. In der Folge wackeln manche archäologischen Gewissheiten. Auch darüber, wie lange sich Neandertaler und moderne Menschen Europa teilten.
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Wie lange Neandertaler und Homo sapiens nebeneinander in Europa lebten, wissen Forscher vor allem durch Radiokarbondatierungen von Knochen und anderen organischen Resten. Bisher umspannte diese Phase der Koexistenz zirka 5000 Jahre, von vor grob 45 000 bis 40 000 Jahren. Nun haben Forscher die Messlatte für die C-14-Methode aktualisiert und festgestellt: Die Radiokohlenstoffdaten für jenen Zeitraum waren bisher nicht exakt geeicht. Die beiden Menschenformen weilten zugleich auf dem Kontinent über ein Jahrtausend kürzer als bisher angenommen, wie Experten im Fachmagazin »PNAS« berichten.

Die Radiokohlenstoffmethode zählt zu den wichtigsten Werkzeugen von Archäologen und Anthropologen. Dabei wird zum Beispiel in einer Knochen- oder Holzprobe der Gehalt des Kohlenstoffisotops 14C gemessen, der Auskunft über das Alter der Probe gibt. Allerdings sind die reinen C-14-Daten viel zu ungenau. Sie müssen gemäß einer Kalibrierungskurve angepasst werden, weil der Anteil an 14C in der Atmosphäre im Lauf der letzten Jahrzehntausende schwankte. Die Forscher ermitteln die Kurve aus Proben, die auch durch andere Methoden wie die Dendrochronologie oder die Uran-Thorium-Methode datiert sind.

Jüngst hat die große internationale Arbeitsgruppe IntCal um Paula J. Reimer von der Queen's University in Belfast und Édouard Bard vom Collège de France in Paris eine korrigierte Kalibrierungskurve für die nördliche Hemisphäre im Fachblatt »Radiocarbon« präsentiert, die IntCal20.

»In der Tat wird es auch die gegenwärtige Forschungsdiskussion zu Homo sapiens beeinflussen, wie er sich über Eurasien bis nach Australien ausbreitete«(Édouard Bard et al. in »PNAS«)

Dabei stellten die Experten fest, dass im Zeitraum von vor 48 000 bis 40 000 Jahren und danach bis vor 34 000 Jahren die C-14-Uhr in einem anderen Tempo lief als bislang vermutet. Im jüngeren Zeitabschnitt können Datierungen nun um 700 Jahre älter ausfallen, während im früheren Zeitraum ein Unterschied von bis zu 1000 Jahren entstehen kann. In jene Phase der Altsteinzeit fällt auch das Aufeinandertreffen von Neandertaler und Homo sapiens in Europa. Unter Anwendung der neuen Umrechnungskurve haben die Radiokarbonforscher zwei Dutzend C-14-Datierungen von Skelettresten überprüft, die von Neandertalern und anatomisch modernen Menschen aus Europa stammen. Das Ergebnis: Nahezu alle Altersbestimmungen verschieben sich.

Der erste anatomisch moderne Mensch und der letzte Neandertaler in Europa

Vor nicht allzu langer Zeit hatten Anthropologen um Jean-Jacques Hublin vom Leipziger Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie den bislang ältesten bekannten Nachweis für den modernen Menschen in Europa gewonnen: anhand von Knochensplittern aus der Bacho-Kiro-Höhle in Bulgarien. Das per C-14-Methode höchste gemessene Alter von 45 780 Jahren (Mittelwert) verringert sich durch IntCal20 nun auf 45 120 Jahre. Demgegenüber rangiert der jüngste Fund eines Neandertalers aus einem Felsüberhang beim westfranzösischen Saint-Césaire nicht mehr bei 40 780 Jahren vor heute, sondern bei 41 160 (ebenfalls im Mittelwert). Die beiden Menschenformen überlappten demnach zirka 3960 Jahre statt zuvor angenommenen 5000 Jahren.

Als Ursache für die Verschiebung benennen Reimer und ihre Kollegen das so genannte Laschamp-Ereignis: Vor ungefähr 41 000 Jahren drehte sich kurzzeitig das Magnetfeld der Erde. Die Pole kehrten sich um, zugleich schwächte sich das Magnetfeld ab. Es besaß gerade einmal ein Viertel seiner einstigen Stärke. Um jene Zeit gelangte mehr kosmische Strahlung zur Erde. Damit veränderte sich auch der Anteil an 14C in der Atmosphäre.

Nach Ansicht von Reimer, Bard und ihren Kollegen dürfte die neue Kalibrierungskurve einige archäologische Gewissheiten ins Wanken bringen. »In der Tat wird es auch die gegenwärtige Forschungsdiskussion zu Homo sapiens beeinflussen, wie er sich über Eurasien bis nach Australien ausbreitete.« Die Forscher gehen zudem davon aus, dass genetische Berechnungen über Stammbaumentwicklungen neu justiert werden müssen.

Die Radiokarbonmethode kurz erklärt

Die Präzisierung der C-14-Methode hat sich seit 2001 die IntCal-Arbeitsgruppe zur Aufgabe gemacht. Sie eicht die Radiokarbondaten in regelmäßigen Abständen. 2004 gab sie ihre erste Kalibrierungskurve heraus, 2009 und 2013 erfolgten Aktualisierungen. In diesem Jahr veröffentlichte die Forschergruppe mit IntCal20 nun einen neuen Maßstab für die C-14-Methode.

Das Verfahren selbst beruht auf dem Zerfall des radioaktiven Kohlenstoffisotops 14C, das durch den Einfluss der kosmischen Strahlung in der Erdatmosphäre aus dem stabilen Stickstoff 14N gebildet wird. Alle Lebewesen nehmen 14C auf – entweder direkt mit der Fotosynthese oder über die Nahrungskette – und lagern es in Knochen und Zähnen ein. Stirbt ein Organismus, hört er auf, Kohlenstoffisotope anzureichern. Ab diesem Zeitpunkt zerfällt das eingelagerte 14C mit einer Halbwertszeit von zirka 5730 Jahren. Ungefähr nach 55 000 Jahren sind die Mengen für einen genauen Nachweis zu gering. Jüngere Knochen- oder Holzfunde lassen sich aber anhand ihres C-14-Anteils datieren, genauer gesagt kann man den jeweiligen Todeszeitpunkt berechnen.

Die Radiokohlenstoffmethode funktioniert nicht fehlerfrei. Ändert sich beispielsweise die Stärke der kosmischen Strahlung, die auf die Atmosphäre trifft, ändert sich auch die Menge der Kohlenstoffisotope in der Atmosphäre. Andere Ursachen für Schwankungen sind starke Vulkanausbrüche oder der hohe CO2-Ausstoß der Erdbevölkerung seit der Industrialisierung sowie die Atomwaffentests während des Kalten Kriegs. Kalibrierungskurven helfen, aus solchen Ereignissen resultierende Messfehler zu eliminieren. Dazu nutzen Forscher Proben, die auch durch andere Methoden zeitlich bestimmt wurden. Beispielsweise durch die Dendrochronologie, die auf der jahrgenauen Folge der Baumringe basiert, oder die Uran-Thorium-Methode, die auf der Zerfallskette des radioaktiven Uranisotops 238U in Höhlenablagerungen beruht.

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