Techniklexikon

Modellalter

Kernphysik, Methode zur Bestimmung des Bildungsalters von Mineralien, Gesteinen, Gläsern und anderer Proben bzw. des Alters bestimmter geologischer Ereignisse durch Messung der in den Proben enthaltenen Mengen natürlich radioaktiver Nuklide oder ihrer Zerfallsprodukte. Zeit und zu bestimmende Mengen sind durch das radioaktive Zerfallsgesetz verknüpft. So ist das Anwachsen z.B. der Bleiisotopenverhältnisse x = ²⁰⁶Pb / ²⁰⁴Pb, y = ²⁰⁷Pb / ²⁰⁴Pb und z = ²⁰⁸Pb / ²⁰⁴Pb von anfänglichen Werten x₀, y₀ und z₀ bei Bildung der Erde vom Milieuindex m(t) = ²³⁸U / ²⁰⁴Pb, das gewöhnlich auf die Gegenwart normiert wird, und w(t) = ²³²Th / ²⁰⁴Pb abhängig. Im einfachsten Fall ist m für ein bestimmtes Blei konstant, x und y wachsen entsprechend dessen m bis zur Gegenwart oder bis es als Galenit (m = 0) ausgeschieden wird. Es gilt

wobei t₀ bzw. t das Alter der Erde bzw. die Zeit der Ausscheidung als Galenit, l\', l die Halbwertskonstanten für ²³⁵U bzw. ²³⁸U und der Zahlenfaktor das heutige Verhältnis ²³⁵U / ²³⁸U ist, so dass aus einer Bleiisotopenannalyse bei bekanntem Erdalter t₀ das Modellalter des Galenits bestimmt werden kann. Verfeinerte Modelle benutzen in zwei oder mehr Stufen verschiedene m oder ein sich kontinuierlich änderndes m. Im x-y-Diagramm dominieren Bleiisotopenwerte von den Grossbaueinheiten der Erde (Kruste, Mantel, Orogene) in bestimmten Bezirken, was zur Aufstellung des Plumbotektonik-Modells veranlasste. Analoge Modellalter erlauben die Sm-Nd- und Rb-Sr-Systeme. Neben Datierung kann man hiermit insbesondere genetische Aussagen (z.b. Herkunft) über geologische Einheiten und Lagerstätten gewinnen.