Datierung

Bei archäologischen Funden und Befunden kommt sehr schnell folgende Fragen auf: Wie alt ist das Objekt? In welche Epoche ist es zu datieren? Die Frage nach dem Alter eines Fundes ist grundlegend in der Archäologie. So können Funde in einen grösseren zeitlichen Kontext gesetzt werden. Heute gibt es viele, auch naturwissenschaftliche Methoden, etwas zu datieren. Man unterscheidet in erster Linie zwischen relativer und absoluter Chronologie.

Zeitangaben
v.Chr.: Vor Christus
n.Chr.: Nach Christus
BC: Before Christ (Englisch für v.Chr.)
AD: Anno Domini (Latein für n.Chr., wird im Englischen gebraucht)
v.u.Z.: Vor unserer Zeit (entspricht v.Chr.)
BCE: Before common era (Englisch für v.u.Z)
BP: Before Present (vor heute), wobei mit “Present” das Jahr 1950 gemeint ist. Wird vor allem in der Naturwissenschaft gebraucht. Um Verwirrungen zu vermeiden werden Daten, die in BP angegeben sind, meistens in v.Chr. oder n.Chr. umgerechnet.

Relative Chronologie

Relative Chronologie ist die ungefähre zeitliche Einteilung eines Fundes oder eines Ereignisses, ohne genau zu wissen, wie alt der Fund tatsächlich ist oder vor wie langer Zeit das Ereignis stattfand. Ziel ist es, das zeitliche Verhältnis zwischen verschiedenen Funden oder Ereignissen herauszufinden und die zeitliche Abfolge zu definieren. Konkret heisst dies, zu bestimmen, ob Fund A älter, zeitgleich oder jünger ist als Fund B. Die relative Chronologie wird durch die Typologie und Stratigraphie ermittelt.

Stratigraphie

Unter Stratigraphie versteht man die Abfolge von Erdschichten und Ablagerungen (lat. Stratum = Schicht), die durch natürliche oder von Menschen verursachten Prozessen entstehen. Natürliche Prozesse sind Erosionen und Ablagerungen von Sedimenten. Schichten menschlichen Ursprungs können durch Gruben, Gräben oder Erdaufschüttungen entstanden sein. Das Konzept der Stratigraphie stammt ursprünglich aus der Geologie und wurde ab dem 19. Jh. in der Paläontologie und Archäologie angewendet. Bei einer archäologischen Ausgrabung wird in der Regel nach diesen Schichten gegraben, d.h. eine Schicht wird nach der anderen abgetragen. Das Konzept der Datierung mittels Stratigraphie beruht darauf, dass die unterste Schicht am ältesten und die oberste am jüngsten ist. Daher sind Artefakte, die aus den unteren Schichten stammen, in der Regel älter als jene, die in den darüberliegenden Schichten gefunden wurden. Ausnahmen bestehen dann, wenn Artefakte in eine ältere Schicht «abrutschen» und daher den Eindruck machen, sie wären älter als sie tatsächlich sind.

Abb. 1: Schematischer Aufbau einer Stratigraphie (Illustration: C. Marti)

Typologie

Mittels der Typologie werden Artefakte zu Gruppen geordnet, um deren Interpretation und Datierung zu erleichtern. Dies kann nach dem Aussehen oder dem Material geschehen (z. B.: verschiedene Bronzebeile haben dasselbe Aussehen, sie bilden deshalb einen Typ). Der Datierung mittels Typologie unterliegt die Annahme, dass Gegenstände einer bestimmten Zeit gleich oder ähnlich aussehen und sich über die Zeit hinweg verändern. Gegenstände unterliegen somit einem Entwicklungsprozess. So können Artefakte aufgrund ihres Aussehens einer bestimmten Epoche zugeordnet werden.

Abb. 2: Die Typologie von Beilklingen aus Stein, Kupfer und Bronze von Oscar Montelius. Folglich stammen die Steinbeile aus der Jungsteinzeit, die Kupferbeile aus der Kupferzeit und die Bronzebeile aus der Bronzezeit (Montelius 1903)

Absolute Chronologie

Bei der absoluten Chronologie wird das genaue Jahr eines Ereignisses oder das genaue Alter eines Fundes ermittelt. Dafür werden naturwissenschaftliche Methoden angewendet. Die häufigsten sind die Dendrochronologie und die C14-Methode.

Dendrochronologie

Die Dendrochronologie (Dendron=griechisch «Baum»), auch Jahresringdatierung genannt, wird bei Holz angewendet. Die Methode wurde Anfang des 20. Jh. vom Amerikaner Andrew Ellicott Douglas entwickelt, der 1929 erstmals eine Siedlung in New Mexico dendrochronologisch datierte. Ab der Mitte des 20. Jh. wurde diese Methode auch bei europäischen Fundstellen eingesetzt. Die Dendrochronologie basiert auf dem Wachstum und den Jahrringen bei Bäumen. Die meisten Bäume (ausser Tropenbäume) bilden jedes Jahr einen Ring aus neuem Holz. Dabei wird zwischen Frühholz und Spätholz unterschieden. Das hellere Frühholz wird im Frühling gebildet, das dunklere Spätholz im Laufe des Sommers. Die Dicke dieser Ringe ist dabei abhängig von Niederschlag, Temperatur, menschlichen und natürlichen Einflüssen. Dicke Ringe deuten auf ein gutes Jahr hin, in dem der Baum genug Nährstoffe zum Wachsen hatte. Dünne Ringe hingegen deuten auf schlechte Umweltbedingungen hin, die das Wachstum des Baumes einschränkten. Die Bäume der gleichen Art, die in der gleichen Gegend wachsen, haben in der Regel ein ähnliches Ringmuster. Um mit Dendrochronologie datieren zu können, braucht es zunächst für jede Baumart einen Jahrringkalender. Dabei werden die Jahrringabfolgen einzelner Bäume miteinander verglichen. Dabei braucht es Bäume, deren Lebensdauer sich um einige Jahrzehnte überschneiden. Je mehr Überschneidungen es gibt, umso genauer wird die Datierung. Wenn zum Beispiel eine Eiche von 1930 bis 1990 lebte und eine andere Eiche im selben Wald von 1960 bis 2020, so können ihre Jahrringabfolge verglichen werden. Dabei werden immer mehr Jahrringabfolgen aneinandergereiht, die mehrere tausend Jahre in die Vergangenheit reichen können. Der älteste Jahrringkalender ist der sogenannte Hohenheimer Jahrringkalender, der 12’500 Jahre zurückreicht. Wenn man nun herausfinden möchte, wie alt ein gefundenes Stück Holz ist, so muss man unter einem Mikroskop die Jahrringe zählen und die Abfolge der Jahrringe mit dem Jahrringkalender vergleichen, bis ein deckender Abschnitt gefunden wurde. Dies entspricht dann dem Alter des Holzstückes. Dendrochronologie ist eine genaue Datierungsmethode, mit der man Holzproben bis auf ein Jahr genau datieren kann. Der Zustand des Holzes beeinflusst aber die Genauigkeit. Pilzbefall, Schaden durch Schädlinge, Umwelteinflüsse und der Erhaltungszustand des Holzes können die Datierung beeinflussen.

Abb. 3: Das Prinzip der Dendrochronologie © Archäologischer Dienst des Kantons Bern, Archiv

C14-Datierung (Radiokohlenstoff-Datierung)

Die Radiokohlenstoff-Datierung funktioniert nur für die Altersbestimmung von organischen Materialien wie Pflanzenresten, Knochen oder Kohle. Die C14-Methode wurde in den 40er-Jahren vom Chemiker Frank Libby entwickelt. Sie beruht auf dem natürlichen radioaktiven Zerfall des Radiokohlenstoff-Isotops (C14). C14 ist ein Isotop, das natürlich in der Atmosphäre entsteht. Es wird von lebenden Organismen aufgenommen. Pflanzen nehmen sie über die Photosynthese auf, die dann über die Nahrungskette in Tiere und Menschen gelangen. Stirbt der Organismus, stoppt die C14-Aufnahme und die Isotope beginnen mit einer Halbwertszeit von 5730 Jahren radioaktiv zu zerfallen. Will man bei einer Probe das Alter ermitteln, wird der Gehalt vom C14 in einer Probe gemessen. Dies geschieht mit der Beschleuniger-Massenspektroskopie-Methode (AMS, Accelerator Mass Spectrometry). In diesem Verfahren werden die in der Probe verbliebene Menge von C14 gezählt und der Zeitpunkt, an dem die C14-Aufnahme abbracht, berechnet. Bei der Methode mit dem AMS besteht der Vorteil, dass dafür nur wenige Milligramm der Probe benötigt werden und der Schaden am Objekt daher gering ausfällt. Bei der Datierung gibt es immer einen statistischen Messfehler, der als Standardabweichung angegeben wird. Daten sind deshalb meistens nicht auf das Jahr genau, sondern haben eine Standartabweichung von ± 10 bis 50 Jahren. Mit der C14-Methode können Holz- und Holzkohleproben bis auf 50’000 Jahre datiert werden, Knochen je nach Erhaltungszustand bis zu 30’000 Jahre.

Abb. 4: Ein Beschleuniger-Massenspektrometer (Wikimedia Commons, Public Domain)

Radioaktiver Zerfall von C14

Wie die meisten in der Natur vorkommenden Elemente kommt auch Kohlenstoff als unterschiedliche Isotopen vor: C12, C13 und C14. C14 ist in der Atmosphäre selten. Von einer Billion C-Atomen ist nur eines das Isotop C14. Dieses entsteht in der unteren Stratosphäre und oberen Troposphäre durch den Beschuss eines Stickstoffs (N) mit einem Neutron:

Solange ein Organismus lebt, nimmt es C14 auf. Nach dem Ableben des Organismus beginnt das Isotop zu zerfallen. Dabei handelt es sich um einen β-Zerfall, bei der β-Strahlung ausgestrahlt wird und das C14 zurück zum Stickstoffisotop N14 zerfällt:

Der Zerfall findet in einer konstanten Rate statt, die unabhängig von Umweltbedingungen ist. Der Zerfall eines radioaktiven Isotops wird in der Halbwertszeit gemessen, d.h. nach Ablauf einer Halbwertszeit sind nur noch die Hälfte aller Atome übrig und nach Ablauf einer weiteren Halbwertszeit nur noch ein Viertel der ursprünglichen Anzahl Atome.

Kalibration von C14-Daten

Nach der Messung der C14 Werte in einem Fund erhält man ein Rohdatum, welches in BP angegeben ist. Diese müssen in Kalenderjahre umgerechnet werden. Der Grund dafür ist, dass der Wert der C14 Isotope in der Atmosphäre nicht konstant ist, sondern Schwankungen unterlegen sind, die durch diverse Faktoren wie der Intensität der Sonneneinstrahlung und den Schwankungen des Erdmagnetfeldes beeinflusst werden. Am einfachsten werden C14-Daten mithilfe von Computerprogrammen wie OxCal oder CALPAL kalibriert.

Abb. 5: Beispiel einer Kalibrationskurve (OxCal 4.0)
Literatur
Eggert, M. K. H., Prähistorische Archäologie. Konzepte und Methoden (Tübingen 2001)
Hauptmann, A. – Pingel, V. (Hrsg.), Archäometrie. Methoden und Anwendungsbeispiele (Stuttgart 2008)
Montelius, O., Die typologische Methode (Stockholm 1903)
Renfrew, C. – Bahn, P., Basiswissen Archäologie. Theorie, Methoden, Praxis (Darmstadt 2007)
Wagner, G. A. (Hrsg.), Einführung in die Archäometrie (Berlin 2007)
OxCal: https://c14.arch.ox.ac.uk/oxcal.html

Letzte Änderung: 21.11.2020