Eiskern-Datierung

Inhaltsverzeichnis

I. Methods of Dating Ice Cores
   A. Counting of Annual Layers
      1. Temperature Dependent
      2. Irradiation Dependent
   B. Using Pre-Determined Ages as Markers
      1. Previously Measured Ice-Cores
      2. Oceanic Cores
      3. Volcanic Eruptions
      4. Ph Balances
      5. Paleoclimatic Comparison
   C. Radioactive Dating of Gaseous Inclusions
   D. Ice Flow Calculations
II. The Vostok Ice-Core
   A. How It Was Collected
   B. Experimental Methodology
   C. Results
III. Conclusions
   A. Minimum Age of the Earth
   B. Worlds in Collision?
IV. References

I. Methoden zur Datierung von Eiskernen

Von den vier unterschiedlichen Methoden zur Bestimmung der Altersbestimmung von Eisbohrkernen sind die ersten drei direkte experimentelle Tests und die vierte beruht auf etwas unsicheren Theorien.

Zählen der Jahresschichten

Die Grundlage dieser Methode besteht darin, nach Elementen zu suchen, die sich in einer konsistenten Weise mit den Jahreszeiten ändern. Dazu gehören Elemente, die von der Temperatur abhängen (kälter im Winter und wärmer im Sommer) und von der Sonneneinstrahlung (weniger Einstrahlung im Winter und mehr im Sommer). Sobald solche Marker für saisonale Schwankungen gefunden wurden, können sie verwendet werden, um die Anzahl der Jahre zu bestimmen, über die sich die Eiskerne angesammelt haben. Dieser Prozess ist analog zum Zählen von Baumringen. Ein wesentlicher Nachteil dieser Datierungsmethoden ist, dass sie extrem zeitaufwendig sind.

Temperaturabhängig

Von den temperaturabhängigen Markierungen ist das Verhältnis von 18O zu 16O die wichtigste. Die Wassermoleküle, die aus H2(18O) bestehen, verdunsten weniger schnell und kondensieren leichter als Wassermoleküle, die aus H2(16O) bestehen. Daher ist das Wasser, das vom Ozean verdunstet, zu Beginn arm an H2(18O). Wenn der Wasserdampf zu den Polen wandert, wird er zunehmend ärmer an H2(18O), da die schwereren Moleküle tendenziell zuerst ausfallen. Dieser Verarmungsprozess ist temperaturabhängig, sodass der Niederschlag im Winter reicher an H2(16O) ist als im Sommer. Daher beginnt jede Jahreslage 18O-reich, wird 18O-arm und endet wieder 18O-reich.

Dieser Prozess hängt auch von den relativen Temperaturen verschiedener Jahre ab, was einen Vergleich mit paläoklimatischen Daten ermöglicht. Aus ähnlichen Gründen verhält sich das Verhältnis von Deuterium zu Wasserstoff gleichartig.

Der wesentliche Nachteil dieser Datierungsmethode besteht darin, dass Isotope im Laufe der Zeit tendenziell diffundieren.

Strahlungsabhängige Marker

Von den durch Bestrahlung abhängigen Markierungen sind die beiden wichtigsten 10Be und 36Cl. Beide Isotope werden durch kosmische Strahlung und solare Bestrahlung erzeugt, die auf die obere Atmosphäre treffen, und beide werden schnell durch Niederschläge aus der Atmosphäre ausgewaschen. Durch den Vergleich der Verhältnisse dieser Isotope zu ihren nicht-radioaktiven Entsprechungen (d. h. 9Be und 35Cl) kann man den Zeitpunkt im Jahr bestimmen, in dem der Niederschlag stattfand. Somit beginnt jede jährliche Schicht mit einem Mangel an 10Be und 36Cl, wird reich an 10Be und 36Cl und wird dann wieder arm.

KORREKTUR: Ich habe das hier wirklich falsch gemacht. Obwohl das, was oben gesagt wurde, wahr ist, handelt es sich um einen äußerst geringen Effekt. Sowohl 10Be als auch 36Cl werden als geladene Ionen in der Ionosphäre gebildet. Das Erdmagnetfeld fängt sie dann ein, wobei nur eine geringe „Leckage" der Isotope in die untere Atmosphäre stattfindet. Die Menge der „Leckage" hängt von der Höhe der Ionosphäre ab, die sich hauptsächlich als Reaktion auf den Sonnenzyklus ändert, wobei Perioden maximaler Sonnenaktivität dem höchsten Ausmaß der Ionosphäre entsprechen.

Es sei angemerkt, dass die 10Be/9Be-Verhältnisse einiger Eiskerne mit dem bekannten Sonnenzyklus verglichen wurden und in hervorragender Übereinstimmung mit dem Bekannten stehen (genau zeigend den Zeitpunkt des europäischen Kleinen Eiszeitalters, das mit einer bemerkenswert geringen Menge an Sonnenaktivität korrespondierte).

Der wesentliche Nachteil dieser Datierungsmethode besteht darin, dass diese Isotope im Laufe der Zeit ebenfalls zur Diffusion neigen.

Verwendung vorbestimmter Altersangaben als Marker

Bei diesen Methoden verwendet man das Alter bereits bestimmter Marker, um das Alter verschiedener Punkte im Eisbohrkern zu ermitteln. Der Hauptvorteil dieser Methoden besteht darin, dass sie relativ schnell abgeschlossen werden können. Der Hauptnachteil ist jedoch, dass das dem Eisbohrkern zugewiesene Alter ebenfalls falsch sein wird, wenn die vorbestimmten Altersmarker unzutreffend sind.

Bisher gemessene Eiskerne

Bei dieser Methode werden bestimmte Einschlüsse in einem Eisbohrkern, dessen Alter mit einer separaten Methode bestimmt wurde, mit ähnlichen Einschlüssen in einem Eisbohrkern mit noch unbestimmtem Alter verglichen. Diese Einschlüsse sind typischerweise Asche von Vulkanausbrüchen und saure Schichten.

Der wesentliche Nachteil dieser Methode besteht darin, dass man über eine zuvor altersdatierte Eiskernprobe verfügen muss, um zu beginnen.

Ozeanische Sedimentkerne

Bei dieser Methode werden bestimmte Einschlüsse in datierten Ozeankernen mit verwandten Einschlüssen verglichen, die in einem Eiskern mit noch unbestimmtem Alter gefunden wurden. Beispiele für solche Einschlüsse sind eine Abnahme (oder Zunahme) der Temperatur über einen Zeitraum von Jahren, die aus Flora und Fauna im ozeanischen Kern bestimmt werden kann, sowie eine Abnahme (Zunahme) der 18O-Anreicherung über diesen gleichen Zeitraum. Ein weiteres Beispiel ist Vulkanasche.

HINZUFÜGUNG: R. Hyde hat separat einige der Beziehungen zwischen Meereskerndaten und ihren astronomischen Ursachen veröffentlicht. Dies sind die primären „Inklusionen", die verglichen werden. Ich entschuldige mich für die Verwendung undeutlicher Terminologie hier.

Die wesentlichen Nachteile dieser Methode bestehen darin, dass man unterschiedliche Signaturen klimatischer Veränderungen vergleichen muss, die demselben Ereignis entsprechen, und dass man nicht sicher ist, ob es Verzögerungszeiten (falls vorhanden) zwischen ozeanischen und gletscherbedingten Reaktionen auf dieselben klimatischen Veränderungen gibt.

Vulkanische Eruptionen

Nach dem Ausbruch von Vulkanen werden vulkanische Asche und Chemikalien durch Niederschläge aus der Atmosphäre ausgewaschen. Diese Ausbrüche hinterlassen eine deutliche Markierung im Schnee, der die Atmosphäre ausgewaschen hat. Wir können dann aufgezeichnete vulkanische Ausbrüche verwenden, um das Alter des Eiskerns zu kalibrieren. Da vulkanische Asche ein häufiger atmosphärischer Bestandteil nach einem Ausbruch ist, ist dies eine gute Signatur zum Vergleich von kalibrierten Zeitdaten und einem Eiskern von unbestimmtem Alter. Eine weitere Signatur der Vulkanizität ist die Säure.

Der wesentliche Nachteil dieser Methode besteht darin, dass man das Datum des Ausbruchs bereits vorher kennen muss, was in der Regel nicht der Fall ist. Darüber hinaus beschränken die alkalischen Ausfällungen der Eiszeiten diese Messung auf etwa 8000 v. Chr.

Ph-Gleichgewichte

Ein einzigartiges Merkmal von Vereisungsperioden ist, dass die Niederschläge während der Eiszeiten deutlich alkalisch sind. Dies liegt daran, dass die Eiszeiten große Mengen des verfügbaren Wassers gebunden haben und somit einen größeren Teil der Kontinentalshelfs freigelegt haben. Von diesen Shelfs wurden riesige Wolken aus alkalischen Stäuben (hauptsächlich CaCO3) über die Landschaft geweht.

Der wesentliche Nachteil dieser Methode besteht darin, dass sie nur sehr ungefähre Altersbereiche liefert (d. h. dieses Eis wurde während der Eiszeit abgelagert). Darüber hinaus ist die Verzögerungszeit zwischen dem Beginn der Vergletscherung und dem Anstieg der Alkalinität unsicher.

Paläoklimatische Vergleiche

Bei dieser Methode vergleicht man langfristige klimatische Veränderungen (z. B. Eiszeiten und interglaziale Erwärmungen) mit Markern (wie den 18O/16O-Verhältnissen), die in den Eiskernen gefunden werden.

Radiometrische Datierung gasförmiger Einschlüsse

Bei dieser Methode schmilzt man eine bestimmte Menge an Gletschermaterial aus einer gegebenen Tiefe, sammelt die darin eingeschlossenen Gase und verwendet die Standardmethoden der 14C- und 36Cl-Datierung.

Der wesentliche Nachteil dieser Methode besteht darin, dass eine riesige Menge an Eis geschmolzen werden muss, um die erforderliche Menge an Gasen zu gewinnen.

Berechnungen des Eisflusses

Bei dieser Methode misst man die Länge des Eiskerns und berechnet, wie viele Jahre es für die Bildung eines Gletschers dieser Dicke benötigt haben muss.

Dies ist die ungenaueste der Methoden zur Datierung von Eiskernen. Zuerst muss man berechnen, wie sich die Dicke der jährlichen Schicht mit der Tiefe ändert. Anschließend muss man einige Annahmen über die ursprüngliche Dicke der zu datierenden jährlichen Schicht treffen (d.h. die Menge an Niederschlag, die im Jahr auf die Region gefallen ist).

II. Das Vostok-Eiskern

Um die Methoden zur Datierung von Eisbohrkernen zu demonstrieren, verwende ich den Vostok-Eisbohrkern als Beispiel, da ich eine Fülle von Literatur dazu gefunden habe und weil es sich um einen antarktischen Eisbohrkern handelt, worum es im ursprünglichen Beitrag ging.

Wie es gesammelt wurde

Das Vostok-Eiskern wurde von der russischen Antarktis-Expedition in der Ostantarktis gesammelt. Das Vostok-Eiskern ist 2.083 Meter lang und wurde in zwei Abschnitten gesammelt: 1) 0 - 950 m zwischen 1970 und 1974, 2) 950 - 2083 m zwischen 1982 und 1983. Die Gesamttiefe des Eisschotts, aus dem der Kern entnommen wurde, beträgt ungefähr 3.700 Meter.

Experimentelle Methodik

Das Eiskern wurde in Segmente von 1,5 bis 2,0 Metern Länge geschnitten. Eine diskontinuierliche Serie, die alle 25 Meter abgetastet wurde, sowie eine kontinuierliche Serie von 1.406 bis 2.803 Metern wurden in fester Form nach Grenoble, Frankreich, für weitere Analysen geschickt.

In Grenoble wurde das Eis in saubere Edelstahlbehälter gegeben. Die Proben wurden zerkleinert und dann geschmolzen, wobei die abgegebenen Gase gesammelt und für weitere Analysen aufbewahrt wurden. Das Schmelzwasser wurde auf seine chemische Zusammensetzung untersucht und anschließend elektrolysiert.

Die zur Altersbestimmung verwendeten Methoden umfassen die isotopische Analyse von 18O/16O [1], unabhängige Berechnungen des Eismassenflusses [1], Vergleiche mit anderen Eisbohrkernen [1], paläoklimatische Vergleiche [1], Vergleiche mit Tiefseesedimentkernen [1], die isotopische Analyse von 10Be/9Be [2], die isotopische Analyse von Deuterium/Wasserstoff [3], Vergleiche mit dem marinen Klimarekord [3], CO2-Korrespondenzen zwischen datierten Eisbohrkernen [4] und CO2-Korrespondenzen mit datierten ozeanischen Kernen [4].

Die aus diesen verschiedenen Proben bestimmten Ergebnisse waren zwischen den kontinuierlichen und diskontinuierlichen Schnitten innerhalb der sich überlappenden Abschnitte konsistent. Sie waren auch mit grönländischen Eisbohrkernen, anderen antarktischen Eisbohrkernen, datierten vulkanischen Aufzeichnungen, Tiefseeproben und paläoklimatischen Belegen konsistent.

Ergebnisse

Obwohl spezifische Daten (innerhalb von Jahrtausenden) nicht angegeben werden können, zeigt die Analyse eindeutige Beweise für die letzten beiden Eiszeiten. Unter Verwendung der oben aufgeführten Methoden wurde der Boden des Eiskerns vor 160.000 +- 15.000 Jahren abgelagert. Es sei angemerkt, dass alle oben aufgeführten Methoden mit den obigen Ergebnissen übereinstimmten.

III. Schlussfolgerungen

In diesem Abschnitt werde ich eine kurze Übersicht darüber geben, wie die Daten aus den Eisbohrkernen sowohl die Frage nach dem Alter der Erde als auch den velikovskianischen Katastrophenismus beeinflussen.

HINWEIS: Dieser ursprüngliche Beitrag wurde verfasst, als sowohl Bob Bales als auch Ted Holden häufige Poster auf talk.origins waren. Bob Bales hat argumentiert, dass das Alter der Erde etwa 50.000 Jahre beträgt, und Sie sind wahrscheinlich bewusst, dass Ted Holden ein Befürworter des velikovskianischen Katastrophismus ist. Daher sind diese Schlussfolgerungen für den Leser spezifisch.

Mindestalter der Erde

Aus den aus dem Vostok-Eiskern gesammelten Daten geht hervor, dass das minimum Alter der Erde 160.000 +- 15.000 Jahre beträgt. Darüber hinaus besteht etwa 33 % zusätzlicher Eis unterhalb des Kernproben, die aufgrund der Verdünnung der Eisschichten unter dem enormen Druck des darüberliegenden Eises eine unverhältnismäßig große Anzahl von Jahren enthalten würden.

Um ein Erdalter von 50.000 Jahren aufrechtzuerhalten, müsste man einen Mechanismus beschreiben, der es ermöglicht, dass mehr als 2 falsche Eisschichten pro Jahr entstehen. Es ist anzumerken, dass man auch beschreiben muss, warum dieser Mechanismus in historischer Zeit aufhört zu funktionieren, da der Vostok-Eiskern eine Reihe der historisch dokumentierten Vulkanausbrüche zu den korrekten Zeitpunkten zeigt.

HINZUFÜGUNG: "Zur Liste der ausgeschlossenen Dinge können Sie Meereswellen in Meeresniveau oder Überschwemmungen hinzufügen. (Velikovsky und der Noachische Flut). Eine solche Wassermenge hätte genügend Auftrieb geboten, um die Polkappen von ihren Betten zu schwimmen. Keine Möglichkeit, sie exakt wieder auf ihren ursprünglichen Standort zu legen, oder sie wieder wachsen zu lassen. (Tatsächlich würde die Grönland-Eiskappe unter modernen (letzten 10 ky) klimatischen Bedingungen nicht wieder wachsen.)" --Bob Grumbine rmg3@psuvm.psu.edu

Welten im Kollisionskurs

Das Vostok-Eiskern zeigt keine Auswirkungen katastrophaler geologischer Veränderungen. Damit meine ich kein Erdöl, keine Schädlinge, keine seltsamen Venus-Gase, keinen roten Schnee, kein Manna zwischen den Schichten. Auch keine Beweise für schnelle Rotationsveränderungen der Erde, keine Fluten, keine großen Asteroideneinschläge. Schließlich gibt es absolut, positiv, fur-darn-tootin keine Beweise dafür, dass die Erde jemals eine andere Position im Sonnensystem eingenommen hat als die, die sie jetzt einnimmt.

IV. Referenzen

Als ich nach Referenzen zur Datierung von Eiskernen suchte, beschloss ich, einer einfachen Philosophie zu folgen... so einfach wie wissenschaftlich möglich. Ich tat dies, um zu zeigen, dass es keinen Grund gibt, warum jemand den offensichtlich ignoranten Angriff von Ted begehen sollte, als er auf Su Bishop's ursprünglichen Beitrag zu Eiskerndaten antwortete.

HINWEIS: Ted behauptete ursprünglich, dass die antarktischen Eiskerne aus viel Schnee, nicht aus vielen Jahren, entstanden sind.

Die oben stehenden Abschnitte über das Vostok-Eisbohrkern-Projekt wurden aus den Referenzen 1-4 entnommen. Die allgemeinen Informationen über Datierungsmethoden stammen aus den Referenzen 5-8. Die letzten beiden Referenzen befassen sich mit grönländischen Eisbohrkernen und sind zum weiteren Lesevergnügen aufgenommen worden. Referenz [8], falls Sie sie finden können, ist ein außergewöhnlich klar geschriebenes wissenschaftliches Werk (obwohl es eine Dissertation war).

[1] C. Lorius et al., NATURE 316 (1985) 591-596.
[2] F. Yiou et al., NATURE 316 (1985) 616-617.
[3] J. Jouzel et al., NATURE 329 (1987) 403-408.
[4] J.M. Barnola et al., NATURE 329 (1987) 408-414.
[5] van Nostrands' WÖRTERBUCH DER WISSENSCHAFT
[6] ENCYCLOPÄDIE DER WISSENSCHAFT UND TECHNOLOGIE
[7] E. Wolff, GEOGRAPHICAL MAGAZINE 59 (1987) 73-77.
[8] Julie M. Palais OCEANUS 29 (Winter 86/87) 55-60.
[9] W. Dansgaard et al., SCIENCE 218 (1982) 1273-1277.
[10] C.U. Hammer et al., NATURE 288 (1980) 230-235.