Der Kernwaffen-Effekt

Als Kernwaffen-Effekt bezeichnet man ein Problem bei der Altersbestimmung mit Hilfe der Radiokohlenstoffmethode.


14C in der Atmosphäre.[1]

Oberirdische Tests mit Kernwaffen nach 1945 – besonders die Tests der Wasserstoffbomben ab 1953 – haben den 14C-Gehalt in der Atmosphäre vorübergehend verdoppelt und langfristig erhöht. Der Vertrag zwischen den USA, Großbritannien und der Sowjetunion über ein umfassendes Verbot von atmosphärischen Kernwaffen-Tests beendete 1963 dieses Phänomen der 14C-Zunahme in der Atmosphäre.

Seit dem Verbot der oberirdischen Kernwaffentests nimmt das 14C/12C-Verhältnis in der Atmosphäre wieder ab. Dieser Abbau der 14C-Konzentration verläuft schneller, als es dem normalen radioaktiven Zerfall dieses Isotops entspricht. In der Erdatmosphäre befinden sich 3000 Gigatonnen CO2,[2] die im Mittel alle 3-5 Jahre vollständig ausgetauscht werden,[3] wodurch die durch die Kernwaffenversuche eingebrachte Menge sehr schnell verdünnt wurde und deren Konzentration schnell abfiel. Der schnelle Abfall des 14C/12C-Verhältnisses ermöglicht eine bessere Zeitauflösung bei der 14C-Datierung in der Zeit nach den atmosphärischen Kernwaffentests als davor.[4]

Ein kleiner Teil des Konzentrationsabfalls ist auch auf den Süss-Effekt zurückzuführen, der dadurch Zustande kommt, dass durch die Verbrennung fossiler Energieträger auch ein steter Strom C-14-abgereicherten Kohlenstoffdioxids in die Atmosphäre eingebracht wurde. Im Jahr 2012 wurden 35,6 Gigatonnen Kohlenstoffdioxid durch Verbrennung fossiler Endergieträger und durch die Zementherstellung freigesetzt.[5]

Die 14C-Messungen zeigen in den Jahren nach 1963 saisonale Schwankungen. Das kann durch jahreszeitlich verstärkten Austausch zwischen Troposphäre und Stratosphäre erklärt werden. Die 14C-Konzentration auf der Südhalbkugel der Erde erreichte erst 1965 ihr Maximum, da die meisten Kernwaffentests auf der Nordhalbkugel stattgefunden haben. Die 14C-Werte der Nord- und Südhalbkugel hatten sich allerdings innerhalb weniger Jahre angeglichen. Damit wurde ein früheres Forschungsresultat von E.C. Anderson[6] über die räumliche Homogenität des 14C in der Atmosphäre bestätigt. Diese Gleichverteilung ist eine wichtige Voraussetzung für die Kalibrierung und Anwendung der 14C-Methode.

Siehe auch

Altersbestimmung
Dendrochronologie
Vertrag zum Verbot von Nuklearwaffentests in der Atmosphäre, im Weltraum und unter Wasser


Quelle - Literatur & Einzelnachweise