KArDatierungen

K-Ar-Datierungen sind radiometrische Altersbestimmungen, die das Zerfallssystem des radioaktiven Kaliums-40 (40K) zur Argon-40 (40Ar) nutzen. Bei der Kristallisation von Gesteinen wird das freie 40Ar weitgehend in der Kristallstruktur eingeschlossen. Nach dem Systemabschluss entsteht durch fortgesetzten Zerfall 40Ar, das im Verhältnis zum restlichen Kalium gemessen werden kann. 40K zerfällt nach zwei Wegen: überwiegend zu 40Ca und zu einem kleineren Anteil zu 40Ar. Das Verhältnis radiogenes 40Ar zu Kalium liefert eine Abschätzung der Zeit seit dem Systemabschluss.

Geeignete Proben stammen vor allem aus vulkanischem Gestein bzw. Mineralien mit hohem Kaliumgehalt, wie Biotit, Feldspat oder Sanidin. Die Bestimmung erfolgt durch Massenspektrometrie (z. B. TIMS oder MC-ICP-MS) oder durch Isotopenanalyse, wobei das Verhältnis von Ar-40 zu K stabil gemessen wird. Zentral ist das Konzept des geschlossenen Systems; jeglicher Argon-Verlust oder –einschluss sowie atmosphärischer Argon-Anteil kann das Alter beeinflussen. Deshalb werden oft mehrere Minerale getrennt oder K-Ar in Zusammenhang mit anderen Methoden validiert.

Anwendungsbereiche umfassen das Alter vulkanischer Ablagerungen und Gesteine von ca. 100.000 Jahren bis hin zu mehreren Milliarden Jahren. K-Ar-Datierung ist besonders wertvoll für die Datierung eosäne vulkanischer Ereignisse, geologische Umwandlungen und zur Korrelation von Schichten. Limitationen ergeben sich aus Argon-Verlust durch Thermik oder Metamorphose, aus Kontamination mit atmosferischem Argon sowie aus dem möglichen Vorhandensein von initialem Argon.

Eine verbreiterte Methode ist die Ar-Ar-Datierung, die Genauigkeit erhöht und das Problem des initialen Argons besser behandelt.