Achtergrond informatie: Het dateren van botten

Er zijn verschillende dateringstechnieken. Over het algemeen kan je de dateringstechnieken onderverdelen in relatieve - en absolute dateringen.

Fig 2.2.7: Botten die dichter aan het oppervlak liggen zijn jonger dan botten die dieper zitten; De wet van superpositie

Relatieve dateringen in hun eenvoudigste vorm houden in dat men kan vaststellen of het ene exemplaar jonger of ouder is dan een ander exemplaar. Een relatieve dateringstechniek is stratigrafie. Stratigrafie is een onderdeel van de geologie dat zich bezighoudt met de identificatie, benoeming en datering van gestratificeerde gesteenten, gesteenten die in lagen ('strata') voorkomen.

Volgens de 'wet van de superpositie' liggen jongere afzettingsgesteenten boven op de oudere. Fossielen die dicht bij het oppervlak liggen zijn dus recenter dan die in oudere lagen. Helaas is dit niet altijd het geval. Door aardbevingen, breuklijnen, vorming van gebergten en vulkanische uitbarstingen worden de gesteentelagen gesleten, gebogen, opgetild en zelfs omgedraaid.

Fig 2.2.8: Verschillende aardlagen worden opgetild en soms zelfs omgedraaid, waardoor fossielen dieper of hoger komen te liggen. Door erosie kunnen vervolgens fossielen aan het licht komen.

Niettemin hebben paleontologen de fossielen die typerend zijn voor elke laag in kaart weten te brengen. Hiervoor kozen zij vooral veel voorkomende en snel veranderende microfossielen, zoals stuifmeelkorrels in landafzettingen en hele kleine foraminiferen in zee-afzettingen. Dit werk heeft een aantal fossiel-volgorden opgeleverd, waardoor nieuw ontdekte fossielen relatief zijn te dateren aan de hand van andere fossielen uit dezelfde laag of het soort gesteente waarin ze liggen ingebed.

Een andere relatieve dateringstechniek is de fluordatering. De botten die onder de grond liggen veranderen langzaam in fossielen. Tijdens dat proces treden er chemische veranderingen op. In bepaalde gebieden wordt hierbij de van nature aanwezige chemische stof fluor uit het grondwater opgenomen. De hoeveelheid opgenomen fluor is afhankelijk van de hoeveelheid die in het grondwater voorkomt en varieert dus sterk. Verschillende vindplaatsen kunnen dus moeilijk met elkaar worden vergeleken, maar verschillende botten op één vindplaats kunnen wel weer goed met elkaar worden vergeleken. Hoe meer fluor de botten bevatten hoe langer zij daar hebben gelegen. Deze methode hielp om de Piltdown-vervalsing te ontmaskeren.

Er zijn ook absolute dateringstechnieken. Deze methodes zijn gebaseerd op radioactiviteit. Bij de vorming van gesteenten worden chemische stoffen opgenomen, waarvan enkele van nature radioactief zijn. De gesteenten kunnen in de loop van de tijd in een totaal ander element veranderen. Dit wordt radioactief verval genoemd: de oorspronkelijke stof is de 'ouder' en de nieuwe de 'dochter'. Het verval is regelmatig en heeft voor elke ouderstof een karakteristiek patroon. Gewoonlijk wordt de 'halfwaardetijd' gemeten, de tijd die nodig is om de helft van het aantal ouder-atomen in dochters uiteen te laten vallen. Op basis van de relatieve hoeveelheden ouder- en dochterstof kan men berekenen hoe lang zij samen ingekapseld zijn geweest en dus ook wanneer het gesteente werd gevormd. De halfwaardetijd van een stof beperkt zijn toepassingsmogelijkheden. Ook kunnen slechts een paar gesteenten zo worden gedateerd. Fossielen moeten soms worden gedateerd aan de hand van de ouderdom van de gesteentelaag erboven en van die eronder.

Een absolute dateringstechniek is de koolstof-14 datering. Dit is een methode om de ouderdom van organisch materiaal te bepalen, gebaseerd op het gegeven dat in de lucht het gehalte aan de radioactieve koolstofisotoop 14 (14C) ongeveer constant is, maar in dood materiaal afneemt door radioactief verval. Door het 14C-gehalte in het materiaal te bepalen en te vergelijken met een via onderzoek opgestelde ijkschaal, berekent men de ouderdom. Een ander woord voor deze methode is radiokoolstofdatering.