Unsicherheit radioaktiver Datierung

Es ist schon eine Weile her (1997), als in Darmstadt ein Experiment durchgeführt wurde, das die radioaktive Methode der Altersbestimmung, die bis dahin als absolut richtig galt, in Frage stellte.  Heute will sich wohl keiner daran erinnern – wenn man die Folgen bedenkt, können auf einmal alle kosmologischen Modelle fallen. Wollen wir aber nach Wahrheit suchen, dürfen wir das außergewöhnliche Resultat dieses Experimentes nicht vergessen.

Um die Zeit vor der Entstehung der Erde und somit das Alter des ganzen Universums genauer abzuschätzen, versuchen die Wissenschaftler auch die radioaktive Datierung anzuwenden, doch nicht ohne seriöse Schwierigkeiten. Und als man dachte, dass der Durchbruch endlich gelungen war, wurde ein Experiment in Darmstadt durchgeführt, das im Prinzip die Gültigkeit der absoluten Datierung mit Hilfe vom radioaktiven Zerfall verletzte.

Unter anderen wird der Zerfall von Rhenium-187 in Osmium-187 durch Beta-Zerfall als universelle kosmische Uhr verwendet. Doch die dazugehörige Halbwertszeit von 42 Milliarden Jahren gilt, solange es um die neutralen Rhenium-Atome handelt. Während der Entwicklung der Sterne könnten die Rhenium-Atome teilweise oder vollständig ionisiert werden, was theoretisch den Zerfallprozess beschleunigen könnte. Der Grund dafür ist einfach: Für das negativ geladenen Beta-Teilchen (d.h. Elektron) wäre leichter den Kern zu verlassen, wenn es nicht brauchte, das Anziehungsgebiet des positiv geladenen Kerns vollständig zu überwinden, sondern nur bis zur erst besten freien Elektronenhülle zu schaffen (nächste Abbildung).


Das Resultat des Experimentes in Darmstadt brachte verblüffendes Resultat – Halbwertszeit von Rhenium-187 fiel bei vollständiger Ionisation bis auf 33 Jahre ab, also mehr als eine Milliarde Mal!

Und Alpha-Zerfall hat auch eigene „schwache Stelle“: Je höher ist die Energie der Alpha-Teilchen, desto schmaler und niedriger ist die Potentialbarriere, die zu überwinden gilt (nächste Abbildung).


Nach Geiger-Nuttall-Gesetz führt die Verdoppelung der Energie des Alpha-Teilchens zur Verkürzung der Zerfallzeit um 24 Größenordnungen (Trillion Trillionen)!

Mit Hilfe von Uran-Blei-Datierung wird das Alter der Erde auf etwa 4.6 Milliarden Jahre bestimmt. Diese Große bildet die Basis. Alle kosmologische Modelle fügen lediglich zusätzliche Milliarde Jahre hinzu. Aber bedenken wir, dass noch während der Synthese von den Uran-Atomen oder gleich danach die meisten Kerne wegen ihres erregten Zustandes und als Folge höherer Energie der Alpha-Teilchen zerfallen könnten. Darüber hinaus gibt es also keine hundertprozentige Sicherheit, dass die Resultate des radioaktiven Verfahrens für die Altersbestimmung wirklich stimmen. So können Erde und Weltall durchaus viel junger – jedenfalls nicht älter – sein, und es handelt sich nicht nur um kleine Korrekturen, sondern können dies auch die Großordnungen sein.


Walter Orlov, 2011