Kosmogene Nuklide

Kosmogene Nuklide werden zur Datierung des Quartärs eingesetzt und bieten ein breites Einsatzspektrum. Die bekannteste Methode ist die Radiokarbon-/(C14)-Datierung.

Entstehung

Kosmische Strahlung (Sonnestrahlung, galaktisch und extragalaktisch): Zusammensetzung v.a. aus Protonen und α-Teilchen

Reaktionen in der Atmosphäre: n → p + $\mathrm {e} ^{-}$ + ${\overline {\nu }}_{\mathrm {e} }$

Reaktionen an der Erdoberfläche (Zielelemente: O, Si, Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Cl):

Spallation
Thermische Neutronen
Myoneneinfang

Voraussetzungen für Messung

Hohe Produktionsrate bei bekanntem Produktionsweg
Stabil oder hohe Halbwertszeit
Vorkommen in üblichen gesteinsbildenden Mineralen
geringe natürliche Häufigkeit
Tochternuklid von anderen Quellen unterscheidbar /isobare Differenzen auflösbar
Kein Diffusionsverlust

Produktionsfaktoren

Höhe über dem Meeresspiegel
geographische Breite
Magnetische Steifigkeit (rigidity)
Luftdruck
Sonnenaktivität
Stärke des Magnetfeldes des Erde

> Skalierung erforderlich (Modelle: Lal (1991), Stone (2000), Lifton et al. (2005))

Nuklide und Minerale


Stabile kosmogene Nuklide
Nuklid	Halbwertszeit	Minerale
³He	stabil	Ol, Px, Minerale mit He
²¹Ne	stabil	Qz, Px, Ol
Radiogene kosmogene Nuklide
¹⁰Be	1389 ± 1,4 ka	Qz
¹⁴C	5730 ± 40 a	Qz
²⁶Al	708 ± 17 ka	Qz
³⁶Cl	301 ± 2 ka	Karbonate, Plg, Gesamtgestein
³⁹Ar	269 ka

Anwendungen in der Quartärgeologie

Glaziale Chronologie: Datierung von Gletscherrückzügen/-vorstößen (alpin & Schilde)
Fluviale Chronologie: Terrassierung, Einschneidung
Küstenlinien-Chronologie: Terrassen, Wasserstandsschwankungen (lakustrin & marin)
Hangneigungsraten
Denudationsraten im Wassereinzugsgebiet
Bedeckungschronologie: Höhlen, Terrassen, Paläoböden (Al-Be-Bananaplot)
Hangbewegungs-Chronologie
Störungs-Chronologie
Chronologie von Vulkanausbrüchen
Wüsten-Chronologie
Chronologie alluvialer Fächer
Archäologie
Pedogenetische Chronologie
Erosionsraten

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Referenzen

Ivy-Ochs, S. & Kober, F.(2008). Surface exposure dating with cosmogenic nuclides. Quaternary Science Journal, 57(1-2), 179-209.
Misra, K. C. (2012). Introduction to geochemistry: principles and applications. John Wiley & Sons. 452 Seiten.

Weitere Informationen und Literatur

Autor:innen

Dieser Artikel wurde geschrieben und gegengelesen von:

Anna Huber

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