Archäometrie

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Kadereit, Regina Kalchgruber, Emiko Kirsten, Dr. Ralf Kuhn, Susanne Lindauer,
Ronzon Mallik (bis 30. 6. 00), Joachim Müth, Thomas Schilles, Dr. Irmtrud Wagner,
Clemens Woda (bis 31.05. 00)
Physikalische Grundlagen der Lumineszenz-Datierung
Die spektrale Aufzeichnung der Lumineszenz-Emission ist ein wichtiger Ansatz, um
das Lumineszenz-Phänomen physikalisch gründlicher zu verstehen und damit die
darauf beruhenden Datierungsverfahren weiterzuentwickeln. Das vorhandene Lumi-
neszenz-Spektrometer wurde hinsichtlich seiner Optik, Mechanik und Steuerungs-
elektronik verbessert. Eine neue Auswertesoftware wurde programmiert. Damit steht
der Forschungsstelle eines der empfindlichsten Geräte zur Verfügung. Die Leistungs-
fähigkeit des optimierten Spektrometers konnte im Rahmen einer Zusammenarbeit
mit dem Riso National Laboratory (Dänemark) und der Universität St. Andrews
(Großbritannien) gezeigt werden, wobei erhitzter Quarz mittels verschiedener spek-
troskopischer Methoden untersucht wurde, was neue Erkenntnisse zur Lumineszenz
von Quarz erbrachte.
Die Untersuchung der Radiolumineszenz als Grundlage einer neuen Datierungs-
methode wurde fortgesetzt. Bei diesem Effekt handelt es sich um Lumineszenz, die
während der ionisierenden Bestrahlung des Probenmaterials auftritt. Insbesondere
Feldspäte zeigen Radiolumineszenz im nahen Infrarot-Spektralbereich. Radiolumi-
neszenz entsteht durch Elektronenübergänge direkt in die Datierungsfalle. Ihre Inten-
sität ist abhängig vom Besetzungszustand der Fallen und somit von der absorbierten
Dosis und damit dem Alter der Probe. Im Gegensatz zu anderen Lumineszenzphä-
nomenen werden bei diesem Mechanismus der Einfluss der Rekombinationszentren
und die damit verbundenen Probleme umgangen. Datierungsrelevante Eigenschaften
verschiedener Feldspäte wurden in Verbindung mit spektroskopischen Messungen
überprüft. Insbesondere feldspathaltige Sedimente im Altersbereich von einigen 102
bis 105 Jahren kommen als geeignete Materialien für Radiolumineszenz-Datierung in
Frage. Das Verfahren zeichnet sich neben den Vorteilen aufgrund des vereinfachten
physikalischen Mechanismus durch einen geringeren technischen Aufwand aus, denn
die Proben müssen weder thermisch noch optisch stimuliert werden.
Oberflächendatierung archäologischer Objekte
Die Übertragung der optischen Lumineszenzdatierung auf ein neues Anwendungs-
objekt, nämlich Gesteinsoberflächen, wird in einem vom BMBF (Schwerpunkt-
programm „Neue Naturwissenschaftliche Methoden und Technologien in den Gei-
steswissenschaften“) geförderten Projekt verfolgt. Die Datierung der letzten Licht-
exposition von Gesteinsoberflächen zeigt vielfältige Möglichkeiten auf, sei es in der
Archäologie (Datierung der Errichtung oder Zerstörung von Gebäuden oder die zeit-
liche Fassung von Sedimentationsprozessen an Terrassenmauern) oder der Geologie
(Sedimentabdeckungsalter). Doch auch wenn wie in der klassischen Lumineszenzme-
thodik an den Mineralen Feldspat und Quarz gearbeitet wird, befinden sich diese hier
in einem komplexen und festen Verband, z.B. in Graniten, was einige Voraussetzun-
gen für die Lumineszenzdatierung in Frage stellt und somit die Entwicklung neuer
Vorgehensweisen erfordert.