Measuring Earth History: Radiometric Dating and the Quantification of Geolologic Time (1900-1960)

Dissertationsprojekt von Nanina Föhr

Betreuerinnen: Prof. Dr. Kärin Nickelsen und Prof. Dr. Naomi Oreskes

Wie alt ist die Erde? Wie schnell bewegen sich Kontinente? In welchen Zeiträumen findet Evolution statt? Versuche, solche Fragen zur Geschichte der Erde empirisch zu beantworten, reichen ins 19. Jahrhundert zurück. Doch erst im 20. Jahrhundert entwickelte sich die radiometrische Datierung zu einer überaus leistungsfähigen Methode, die eine systematische Quantifizierung geologischer Zeit ermöglichte. Radiometrische Methoden beruhen auf dem Prinzip, dass sich anhand radioaktiver Minerale bestimmen lässt, wie lange ein Zerfallsprozess bereits andauert – und damit, wie alt eine Gesteinsprobe ist. Die zugrunde liegenden Zerfallsreihen waren zu Beginn des 20. Jahrhunderts allerdings selbst noch weitgehend ungeklärt.

Dieses Dissertationsprojekt untersucht die Entwicklung radiometrischer Datierungsmethoden von den Anfängen der Radioaktivitätsforschung bis zu den ersten modernen quantitativen geologischen Zeitskalen um 1960. Es verfolgt zunächst, wie chemische Untersuchungen radioaktiver Gesteinsproben durch Atomgewichtsanalytiker zentrale Belege für die Existenz von Isotopen und erste Hypothesen über Zerfallsreihen lieferten und wie aus der Zusammenarbeit von Geologen und Chemikern die ersten systematischen Altersbestimmungen hervorgingen. Anschließend wird gezeigt, wie die frühe Massenspektrometrie zur Klärung der Zerfallsreihen beitrug und parallel dazu grundlegende Erkenntnisse über die Geologie von Uran und Blei gewonnen wurden – Forschungslinien, die nahtlos in die Atombombenprojekte des Zweiten Weltkriegs mündeten. Eine Untersuchung der unmittelbaren Nachkriegszeit zeigt, wie unter anderem Veteranen des Manhattan-Projekts neue geochronologische Modelle entwickelten, die erstmals der Frage Rechnung trugen, welche geologische Bedeutung einzelnen Messergebnissen überhaupt zukam. Schließlich wird untersucht, wie sich im Kontext der entstehenden Earth Sciences spezialisierte Labore und hybride Disziplinen wie die Geochemie herausbildeten.

Das Projekt wird von Kärin Nickelsen (LMU München) und Naomi Oreskes (Harvard University) betreut und fokussiert sich auf Wissenschaftler und Institutionen in den USA, England, Deutschland und Österreich.