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Fluorteste quartärer Knochen in ihrer Bedeutung für die absolute Chronologie des Pleistozäns *) V o n KONRAD RICHTER, A m t für Bodenforschung, H a n n o v e r Mit 5 Abbildungen im Text Z u s a m m e n f a s s u n g . Zwischen den Angaben der Cu-Datierungen und den Altersbe­ stimmungen nach den Blei- und Helium-Methoden klafft in der Erdgeschichte eine Lücke, die durch andere geophysikalische und geochemische Methoden bisher nicht befriedigend geschlossen wird. Aufbauend auf relativen Datierungsversuchen im Quartär Westdeutschlands mit Hilfe der Fluormethode, wird in Kombination mit Ergebnissen der erstgenannten Methoden eine Kurve ent­ wickelt, die eine absolute Datierung der Interglazialzeiten (pleistozänen Warmzeiten) gestattet.

Vorbehaltlich in Aussicht gestellter Korrekturen würde aufgrund dieser Kurve das Alter des EemInterglazials auf 60 000 Jahre und älter, das des Holstein-Interglazials auf ca. 240 000 Jahre, das der Cromer-Warmzeit auf ca. 640 000 Jahre und das der Tegelen-Warmzeit auf 1 500 000 ± 300 000 Jahre anzusetzen sein.

S u m m a r y . Between the results of the C-14 datings and the age determinations according to the lead and helium methods, there remains open a gap in earth history which so far has not been satisfactorily closed by other geophysical and geochemical methods. Building on the attempts at relative dating in the Quaternary of western Germany with the help of the fluorine method, in combination with the results of the above-mentioned methods, there is developed a curve which permits an absolute dating of the interglacial intervals (Pleistocene warm intervals). Subject to corrections that might be expected, the age of the Eem interglacial on the basis of this curve is to be placed at 60 000 years and older, the Holstein interglacial at about 240 000 years, the Cromer warm interval at about 640 000 years, and the Tegelen warm interval at 1 500 000 ± 300 000 years.

D i e absolute C h r o n o l o g i e des Pleistozäns ist eines der g r o ß e n noch immer nicht be­ friedigend gelösten P r o b l e m e der Q u a r t ä r f o r s c h u n g . Lange Z e i t w u r d e die S t r a h l e n k u r v e v o n MILANKOWITCH als e x a k t e G r u n d l a g e für eine C h r o n o l o g i e des Eiszeitalters a n g e ­ sehen. I m letzten J a h r z e h n t sind die B e d e n k e n dagegen i m m e r s t ä r k e r g e w o r d e n , u n d selbst eine durch WOERKOM ( 1 9 5 3 ) verbesserte Berechnung w i r d z. B. v o n SCHWARZBACH ( 1 9 5 4 ) als Hilfsmittel für eine geologische Zeitskala abgelehnt. WOLDSTEDT ( 1 9 5 4 ) ebenso wie R. F . FLINT ( 1 9 5 7 ) u n d J. K . CHARLESWORTH ( 1 9 5 7 ) v e r h a l t e n sich in i h r e n g r o ß e n zusammenfassenden D a r s t e l l u n g e n bezüglich der M e t h o d e n z u r absoluten C h r o n o l o g i e des Pleistozäns äußerst vorsichtig. FLINT schließt seine D a r s t e l l u n g 1 9 5 7 m i t d e m S a t z : „All w e c a n say w i t h confidence is t h a t t h e last major g l a c i a t i o n has o c c u r r e d w i t h i n the last 3 0 . 0 0 0 yr, a n d p e r h a p s much m o r e . " 14

R e l a t i v a m zuverlässigsten scheinen D a t e n der C - B e r e c h n u n g , die selbst m i t d e r v e r ­ besserten M e t h o d e v o n DE VRIES n u r W e r t e bis etwas m e h r als 5 0 0 0 0 J a h r e z u erfassen v e r m a g . Zwischen diesem e x a k t scheinenden M a x i m a l w e r t u n d d e r v o n HOLMES ( 1 9 4 7 ) dargestellten u n d auch v o n ZEUNER ( 1 9 5 2 ) angeführten Z e i t s k a l a nach d e r B l e i - H e l i u m M e t h o d e klafft noch eine g r o ß e Lücke, die v o n anderen geophysikalischen beziehungsweise geochemischen M e t h o d e n bisher nicht ü b e r z e u g e n d geschlossen w e r d e n k o n n t e . N a c h der Zeitskala v o n HOLMES w i r d das Q u a r t ä r vielfach auf 1 M i l l i o n J a h r e a n g e n o m m e n .

E i n i g e r m a ß e n zuverlässige W e r t e liegen a b e r ' erst a n der T e r t i ä r - K r e i d e - W e n d e mit 5 8 Millionen J a h r e n v o r . D i e Abschnitte des T e r t i ä r s w e r d e n v o n HOLMES d u r c h sedimentologische Berechnungen überbrückt, w o b e i die M i o z ä n - P l i o z ä n g r e n z e recht w a h r ­ scheinlich m i t 1 2 Mill. J a h r e n angesetzt w i r d , so d a ß praktisch zwischen ca. 1 2 M i l l . J a h ­ ren u n d 4 5 — 4 6 0 0 0 J a h r e n m e h r o d e r w e n i g e r eine Lücke klafft. H a n s E. SUESS h a t 1 9 5 6 in Science einen Versuch dargestellt, aus Tiefseebohrkernen durch K o m b i n a t i o n v o n !) Erweitertes Manuskript eines auf dem V. INQUA-Kongreß am 14. 9. 1957 in Barcelona gehaltenen Vortrages.

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0 - M e s s u n g e n a n F o r a m i n i f e r e n u n d C - D a t e n wenigstens die D a u e r der letzten Eiszeit u n d des letzten Interglazials z u interpolieren. D a b e i w i r d a n g e n o m m e n , d a ß die S e d i m e n ­ t a t i o n s r a t e älterer Zeitabschnitte entsprechend d e n durch C d a t i e r b a r e n sei. D a n a c h w ü r d e das letzte I n t e r g l a z i a l sein M a x i m u m bei r u n d 9 0 0 0 0 J a h r e n u n d sein E n d e bei r u n d 6 0 0 0 0 J a h r e n g e h a b t h a b e n . G e w i s s e r m a ß e n ein I n t e r s t a d i a l scheint sich bei r u n d 4 5 0 0 0 J a h r e n a n z u d e u t e n u n d k ö n n t e möglicherweise in E u r o p a m i t dem frühweichseleiszeitlichen M a m m u t j ä g e r f u n d p l a t z v o n Lebenstedt (TODE 1 9 5 4 ) identifiziert w e r d e n .

D i e Ablagerungen dieses F u n d p l a t z e s w u r d e n v o n DE VEIES m i t C e t w a auf diese Zeit bestimmt.

1 4

1 4

Anläßlich der v o r l e t z t e n I N Q U A - T a g u n g 1 9 5 3 in R o m berichtete VAN DER VLERK über seine gemeinsam m i t E . NIGGLI u n d C. J. OVERWEEL nach einer b e q u e m e n r ö n t g e n ographischen F l u o r - D a t i e r u n g s - M e t h o d e durchgeführten relativen C h r o n o l o g i e des nie­ derländischen Pleistozäns, die auf d e n erfolgreichen A r b e i t e n v o n OAKLEY ( 1 9 5 3 u. a.) auf­ b a u t . Gleichartige Untersuchungen w u r d e n v o n F r a n z - J ö r g ECKHARDT u n d K o n r a d RICHTER im Q u a r t ä r Westdeutschlands durchgeführt ( 1 9 5 6 ) u n d erbrachten für N o r d ­ westdeutschland eine T e s t k u r v e z u r r e l a t i v e n D a t i e r u n g q u a r t ä r e r Knochen.

Inzwischen h a b e n die l e t z t g e n a n n t e n Verfasser aus dem Bereich d e r Bundesrepublik Deutschland, u n d z w a r besonders aus N o r d d e u t s c h l a n d , insgesamt m e h r als 2 0 0 O b j e k t e getestet. D i e Ergebnisse zeigen, d a ß vielerlei z u berücksichtigen ist, u m zu einer richtigen A u s d e u t u n g z u k o m m e n . Als Beispiel sei die U n t e r s u c h u n g eines n e a n d e r t a l o i d e n S t i r n ­ beins aus anscheinend pleistozänen Flußkiesen d e r W e s e r g e n a n n t . D e r F u n d w u r d e 1 9 3 0 durch H . v. BUTTEL-REEPEN als Homo visurgensis beschrieben u n d d e m Verfasser 1 9 5 6 im N e a n d e r t a l - J u b i l ä u m s j a h r v o n M u s e u m s d i r e k t o r D r . HÄRTUNG zwecks F l u o r t e s t u n g z u r Verfügung gestellt. Bei Z u o r d n u n g des Fluortestergebnisses v o n ECKHARDT z u r n o r d ­ deutschen N o r m a l t e s t k u r v e w ü r d e d e r Schädel ins H o l o z ä n z u rechnen sein, w a s nach seinem anthropologischen H a b i t u s recht unwahrscheinlich w ä r e .

D e r Verfasser b e m ü h t e sich d e s h a l b , aus F l u ß k i e s e n der W e s e r möglichst viel K n o ­ chenfunde z u s a m m e n z u b r i n g e n u n d z u untersuchen. Diese Arbeiten sind noch nicht a b ­ geschlossen. Es zeigt sich aber schon, d a ß die K n o c h e n aus den W e s e r a b l a g e r u n g e n in der näheren u n d etwas weiteren U m g e b u n g des Stirnbeinfundes, also zwischen den S t ä d t e n M i n d e n u n d N i e n b u r g , alle eine geringere F l u o r i e r u n g ergeben, als d e r paläontologische Befund, z. B. bei M a m m u t k n o c h e n , h ä t t e e r w a r t e n lassen. D a s G r u n d w a s s e r fließt hier in Schottern, die n u r sehr wenig nordisch-skandinavisches Gesteinsmaterial e n t h a l t e n .

Eine T e s t k u r v e w ü r d e anscheinend einen m i t t l e r e n Verlauf zwischen einer solchen aus überwiegend nordischen Schutt e n t h a l t e n d e n A b l a g e r u n g u n d einer solchen o h n e n o r d i ­ schen Gesteinsschutt h a b e n . D e r K o n s t r u k t i o n s v e r s u c h einer solchen K u r v e w ü r d e das n e a n d e r t a l o i d e Weserstirnbein wenigstens ins S p ä t g l a z i a l rücken. Z u diesem Z e i t p u n k t der Untersuchung h a t t e der Verfasser eine Besprechung mit D r . Gisela ASMUS, die das Weserstirnbein anthropologisch nachuntersuchte.

D e r Verfasser legte das K u r v e n e r g e b n i s v e r d e c k t auf den Tisch u n d fragte sie nach ihrer anthropologischen A l t e r s d e u t u n g . W ä h r e n d der eigentliche N e a n d e r t a l e r ins letzte Interglazial beziehungsweise bis in d e n ersten T e i l der W ü r m e i s z e i t z u stellen ist, sprach sie sich m e h r für Beziehungen z u d e n F u n d e n v o n Oberkassel aus u n d somit für ein jüngeres Alter, w i e es auch für a n d e r e entsprechende F o r m e n a n g e n o m m e n w i r d . E r s t danach zeigte der Verfasser D r . ASMUS das v e r d e c k t auf dem Tisch liegende Ergebnis, das mit ihrer A l t e r s d a t i e r u n g ausgezeichnet ü b e r e i n s t i m m t .

Bei regional sehr unterschiedlicher, S o n d e r f a k t o r e n berücksichtigender B e w e r t u n g der Fluorteste scheint also die M e t h o d e z u r r e l a t i v e n A l t e r s b e s t i m m u n g sehr brauchbar z u sein.

W i e g r o ß e Vorsicht n o t w e n d i g ist, zeigten F l u o r t e s t e aus dem u n t e r e n W e s e r t a l n ö r d l .

Bremen, w o die F l u o r i e r u n g wesentlich s t ä r k e r o d e r andersartig z u sein scheint als selbst im Bereich der sonstigen norddeutschen Landschaft m i t überwiegend nordischem G l a z i a l 2 •

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Konrad Richter

schutt. W i r befinden uns nördlich Bremen im Bereich der G e z e i t e n e i n w i r k u n g m i t salz­ reicheren N o r d s e e w ä s s e r n , die also höheren C l - G e h a l t haben. Bei U n t e r s u c h u n g des F l u o r ­ gehaltes v o n W ä s s e r n im nordwestdeutschen R a u m stellte Alfons KAESS (1956) fest, d a ß die höchsten F l u o r g e h a l t e in d e n C l - r e i c h s t e n W ä s s e r n auftreten, o h n e d a ß d a r a u s bisher eine absolute G e s e t z m ä ß i g k e i t abzuleiten w ä r e . I m m e r h i n k ö n n t e auf diese Weise nicht n u r der Befund bei Bremen, s o n d e r n vielleicht auch die Tatsache e r k l ä r t w e r d e n , d a ß in den N i e d e r l a n d e n der E n d w e r t der F l u o r i e r u n g nach NIGGLI & VAN DER VLERK schon im Altpleistozän, nach unseren bisherigen Untersuchungen in N o r d w e s t d e u t s c h l a n d a b e r erst im T e r t i ä r praktisch erreicht z u sein scheint. Kürzlich haben GOTTHARDI 8C TONGIORGI (1957) sehr erfolgreich der röntgenographischen Bestimmung v o n C h l o r a p a t i t besondere Untersuchungen gewidmet, die in diesem Z u s a m m e n h a n g v o n Bedeutung sein d ü r f t e n .

Unsere bisherigen norddeutschen Ergebnisse w ü r d e n eine chronologische B r a u c h b a r k e i t d e r F l u o r m e t h o d e bis mindestens ins M i o z ä n hinein zulassen, solche v o n ENNOUCHI (1957) bis zur oberen K r e i d e u n d ältere, sehr m i t Vorsicht z u v e r w e n d e n d e A n g a b e n v o n CARNOT (1893) sogar bis z u m Silur. D a m i t liegt der Versuch nahe, eine K o m b i n a t i o n der E r g e b ­ nisse geophysikalischer D a t i e r u n g s m e t h o d e n m i t der F l u o r m e t h o d e z u versuchen. , N a c h den A n g a b e n v o n CARNOT b e t r ä g t d e r mittlere F l u o r g e h a l t v o n Knochen im Verhältnis z u F l u o r a p a t i t = 1 in d e n verschiedenen geologischen P e r i o d e n : Gegenwart 0,058 0,058 Quartär 0,36 0,360 Pliozän 0,58 Tertiär Miozän 0,61 0,620 Oligozän 0,59 Eozän 0,70 0,92 Kreide Mesozoikum Jura 0,91 0,907 0,89 Trias Perm-Karbon 1,06 Paläozoikum Devon 0,98 0,993 0,94 Silur GOTTHARDI &C TONGIORGI (1957) h a b e n erst kürzlich darauf hingewiesen, d a ß in den Ergebnissen v o n CARNOT M a t e r i a l z u s a m m e n g e f a ß t ist, das sehr heterogenen F l u o r i e rungsbedingungen unterlag. So ist erklärlich, d a ß in seinen mesozoischen W e r t e n z. B. die F l u o r i e r u n g in der T r i a s geringer ist als in der K r e i d e . Selbst die M i t t e l w e r t e der g r ö ß e r e n Zusammenfassungen zu G e g e n w a r t — Q u a r t ä r — T e r t i ä r —• M e s o z o i k u m — P a l ä o z o i ­ k u m müssen d a h e r mit Vorsicht betrachtet w e r d e n .

T r o t z d e m h a t Verfasser versucht, diese W e r t e m i t der absoluten Zeitskala der Blei­ b z w . H e l i u m - M e t h o d e nach HOLMES (1947) in Beziehung zu setzen. D a s Ergebnis zeigt in A b b . 1 das Bild einer E x p o n e n t i a l k u r v e . D i e F l u o r i e r u n g geht zunächst sehr schnell, u m d a n n i m m e r langsamer zu w e r d e n , so d a ß die K u r v e immer steiler w i r d . Eine g r o ß e Genauigkeit ist dieser K u r v e in A n b e t r a c h t der mangelhaften U n t e r l a g e n nicht z u z u ­ sprechen.

Aus M a r o k k o h a t ENNOUCHI (1957) kürzlich eine Reihe v o n F l u o r a p a t i t b e s t i m m u n g e n veröffentlicht, die den Z e i t r a u m v o m N e o l i t h i k u m bis zum Maastricht einschließen: Maastricht: Zähne von Eodiaphyodus granulosus 3,30 Eozän: Zähne von Lamna obliqua 3,25 Miozän: Zahn von Carcharodon megalodon 2,74 Pliozän: Zahn von Balaena sp 2,64 Unteres Pleistozän (Villafranchien): Stoßzahn von Mastodon 2,61 Mittel 2,33 Molar von Elephas africanavus 2,04 Mittleres Pleistozän: Metacarpus von Bos primigenius 0,95 Mandibel von Rhinoceros simus 1,20 Mittel 1,4 Molar von Elephas atlanticus 1,56 Radius von Equus mauritanicus 1,80

Fluorteste quartärer Knochen

0,36

Quartär

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Fluorgehalt

0.0S8

Abb. 1. Zunahme des Fluorgehaltes fossiler Knochen im Verhältnis zu Fluorapatit = 1, in Be­ ziehung gesetzt zur absoluten Chronologie mit Hilfe von C und Blei-Heliumdatierungen. Fluor­ werte nach CARNOT. C - D a t e n nach de VRIES, Blei-Helium-Daten nach HOLMES. 1 4

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Oberes Pleistozän: Metacarpus von Alcelaphus bubalis Neolithikum: menschliches Cranium von Mechta Camelus dromedarius .

Molar von Elephas africjnus

0,44 0,12 bis 0,165 0,19 bis 0,35 . .

0,044

Mittel 0,15

Aus diesen D a t e n w u r d e n die F l u o r a p a t i t w e r t e m i t den Z a h l e n der absoluten Z e i t ­ s k a l a v o n HOLMES u n d C 1 4 - D a t e n in Beziehung gesetzt (siehe A b b . 2). D i e V e r b i n d u n g s ­ linie der W e r t e ergibt eine K u r v e , die im P r i n z i p ähnlich ist wie die v o n A b b . 1 nach den W e r t e n v o n CARNOT. Einige Schönheitsfehler der K u r v e dürften d a r a u f zurückzuführen sein, d a ß 1. offenbar die Z a h l der untersuchten O b j e k t e n u r sehr klein ist, 2. sowohl Z ä h n e w i e Knochen v e r w a n d t sind, u n d 3. die P u n k t l a g e i n n e r h a l b eines geologischen Z e i t ­ abschnittes nidit genügend sicher angesetzt w e r d e n k o n n t e . D e r F l u o r i e r u n g s v o r g a n g geht

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Abb. 2. Zunahme des Fluorgehaltes marokkanischer Knochen nach Fluorwerten von ENNOUCHI, in Beziehung gesetzt zur absoluten Chronologie mit Hilfe von C und Blei-Helium-Datierungen.

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nach K . RICHTER SC F . ECKHARDT ( 1 9 5 6 ) offenbar verschieden schnell v o r sich, so d a ß für Knochen u n d Z ä h n e a m z w e c k m ä ß i g s t e n g e t r e n n t e Z e i t k u r v e n aufzustellen sind. I m m e r ­ hin g e w i n n e n wir m i t dieser K u r v e den Anschluß an die Ergebnisse der B l e i - H e l i u m M e t h o d e n d e r Altersbestimmung.

M i t den bisher aus N o r d w e s t d e u t s c h l a n d vorliegenden röntgenographischen F l u o r ­ testen (K. RICHTER SC F . ECKHARDT 1 9 5 6 ) w u r d e in V e r b i n d u n g m i t Ergebnissen v o n C H U n t e r s u c h u n g e n der Anschluß a n den Z e i t w e r t der Skala v o n HOLMES für das M i o z ä n gesucht, der gut in die K u r v e v o n A b b . 1 p a ß t (siehe A b b . 3 ) .

D a s u n t e r s t e , sehr lange Stück d e r K u r v e ist in der A b b i l d u n g fortgelassen. D i e B u t l e y K a l t z e i t sollte noch etwas tiefer eingetragen sein.

Als zeitlich feststehende D a t e n k o n n t e n leider nur gerechnet w e r d e n : D i e G e g e n w a r t , die C u - D a t i e r u n g e n der prähistorischen F u n d s t e l l e n v o n M e i e n d o r f u n d Lebenstedt sowie das u n g e f ä h r e Alter des O b e r m i o z ä n s nach HOLMES. I n letzterem Fall w ü r d e ein I r r t u m v o n 2 — 3 Mill. J a h r e n den K u r v e n v e r l a u f in einem sehr steilen Teil p r a k t i s c h nicht ä n d e r n . D i e zunächst empirisch gezeichnete K u r v e B macht rein optisch einen g a n z v e r -

Fluorteste quartärer Knochen

Abstand (00k) -(HO) in Grad 2-8-für 7,50 1,60 1,70 1,80 -TO -10

Meiendorf Lebenstedt-

CuK«Strahlung 1,90

^rVelchseh

Aftern-

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Würm-Eiszeit

-Intergl. (<60000J.)

-100 [Holstein 1' Intergl. ?] < •200

Saale* Riss-Eiszeit

i

[CromerIntergl.?]'

' i

-300

'

Holstein-Interglazial (vorca.ZkOQOOJ.)

i

(legeten-1 Int.?] i -kOO

I

Elster=Mindel-Eiszeit -500

-600 f Crom er-Warmzeit (vor ca.6W000J.) -700

-800

-900

Abb. 3 . Zunahme des Fluorgehaltes in quartären Knochen Nordwestdeutschlands nach

-1000

K . RICHTER & F . ECKHARDT ( 1 9 5 6 ) in Wey bourne - Kaltzeit ?

-1100

-1200

-1300

-IkOO

Tegelen - Warm zeit

-1500nButley-Kaltzeit

Be­

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ziehung gesetzt zu C - D a t e n (bis 4 5 — 4 6 0 0 0 Jahren nach DE VRIES) und weiter in Kurve A zum Tertiär - Quartär - Grenzwert von 1 Mill. Jahren nach HOLMES und in Kurve B zum Miozänwert nach HOLMES und verlän­ gerbar zum Kreide-Tertiär-Grenzwert der Blei-Heliumdatierung nadi HOLMES. Die Einführung der Fluortestwerte stratigraphisch gesicherter Funde aus Nordwest­ deutschland ergibt dann die für die pleistozänen Warmzeiten angegebenen ungefähren Jahreszahlen.

?

usw. bisnooo 000 J. * Ober-Miozän

t r a u e n e r w e c k e n d e n Eindruck. D a s macht aber auch — z w a r nicht g a n z so schön — eine gestrichelte K u r v e A , die m e h r willkürlich d i e G r e n z e P l e i s t o z ä n - P l i o z ä n bei 1 M i l l .

J a h r e n ansetzt.

N u n wissen w i r durch die v o r g e n a n n t e n U n t e r s u c h u n g e n v o n SUESS u n d DE VRIES, d a ß das E e m - I n t e r g l a z i a l mindestens 60 000 J a h r e u n d älter sein m u ß . Somit k a n n K u r v e A

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nicht s t i m m e n , nach der das E e m schon auf 50 000 J a h r e fallen w ü r d e . Die Ü b e r e i n s t i m ­ m u n g zwischen K u r v e B u n d d e n Angaben v o n SUESS und DE VRIES ist dagegen e h e r b e ­ friedigend. Lediglich das T e g e l e n - I n t e r g l a z i a l u n d die d a v o r liegende B u t l e y - K a l t z e i t w ü r d e n ä l t e r w e r d e n als 1 Mill. J a h r e . Diese Z e i t r ä u m e w u r d e n aber früher noch ins T e r t i ä r gerechnet, so d a ß w i r sowieso geneigt sind, das Alter des Pleistozäns durch die neue G r e n z z i e h u n g zu erhöhen.

Es ergäben sich d a m i t für die Interglaziale folgende absolute A l t e r s z a h l e n : E e m - I n t e r g l a z i a l = 60 000 J a h r e u n d älter H o l s t e i n - I n t e r g l a z i a l ca. 240 000 J a h r e C r o m e r - W a r m z e i t ca. 640 000 J a h r e T e g e l e n - W a r m z e i t ca. 1 500 000 J a h r e ± 300 000 J a h r e .

D a m i t ergäben sich keine e t w a gleichen A b s t ä n d e zwischen den Interglazialen. D a s k a n n darauf b e r u h e n , d a ß w i r e t w a nach A n g a b e n v o n ZAGWIIN (1956) noch nicht alle I n t e r AbstandlooQ

- (WS in Grad 2-9-für CuKg

-Strahlung

1,80

7,60

7,70 I i

I

_L_ 1

7,50

I

1 I

L

Jahrtausende 10000

1000 -10

s

x 6W

000J.-Cromer

x 2kO oooJ.'Holstein

100

10

s

x 60

OOOJ.'Eem

'Lebenstedt

'Meiendorf

W000J.

15 750J.

10

1

3

\-10

/ /

Halblogarithmische Darst. d.norddeutschen Fluorapatit-Testkurve

Abb. 4. Darstellung der Exponential-Kurve B von Abb. 3 auf halblogarithmischem Papier. Die Kurve wird erwartungsgemäß zu einer Geraden bis über den Wert von 14 Mill. Jahren hinaus.

Fluorteste quartärer Knochen

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glaziale e r f a ß t h a b e n , oder sich hier etwas Ähnliches zeigt, w i e die Beschleunigung der geologischen Prozesse in der Z e i t k u r v e seit d e m P r ä k a m b r i u m . Bei der B e w e r t u n g der K u r v e ist z u berücksichtigen, d a ß durch D a u e r f r o s t b o d e n w ä h r e n d gewisser Abschnitte der Eiszeiten eine Fluorierung i m knochenfundhaltigen Grundwasserbereich unterbrochen gewesen sein k a n n . D a s ist in der K u r v e durch kleine U n t e r b r e c h u n g e n angedeutet. A n ­ dererseits ist in d e n I n t e r g l a z i a l e n das Klima u n d somit auch das G r u n d w a s s e r zeitweise w ä r m e r u n d s o m i t schneller flurorierend gewesen. Diese beiden F a k t o r e n k ö n n t e n sich ± eliminieren. D a s m ü ß t e bei halblogarithmischer D a r s t e l l u n g der E x p o n e n t i a l k u r v e B in einer gewissen Stetigkeit d e r K u r v e zum A u s d r u c k k o m m e n .

Die v o r g e f ü h r t e K u r v e B w u r d e daher auf halblogarithmischem P a p i e r — also m i t logarithmischer V e r k ü r z u n g d e r absoluten Z e i t m a r k e n — noch e i n m a l gezeichnet (siehe A b b . 4). Die K u r v e ergibt im entscheidenden T e i l eine absolut g e r a d e Linie einer E x p o ­ n e n t i a l k u r v e u n d w i r k t somit sehr bestechend. Es ist aber zu berücksichtigen, d a ß w i r n u r sehr wenige F e s t w e r t e haben, u n d d a ß andererseits der chemische P r o z e ß der U m w a n d ­ l u n g v o n H y d r o x y l a p a t i t in F l u o r a p a t i t einen festen E n d w e r t h a b e n m ü ß t e .

Es soll versucht werden, in Z u s a m m e n a r b e i t m i t den H e r r e n ECKHARDT (Mineraloge), FLATHE ( G e o p h y s i k e r ) und HARRE (Chemiker) i m A m t für Bodenforschung, H a n n o v e r , bei höherer T e m p e r a t u r , also schnellerer F l u o r i e r u n g , eine e x a k t e Z e i t k u r v e des U m ­ wandlungsprozesses zu berechnen u n d damit die vorgelegte K u r v e n f ü h r u n g zu ü b e r p r ü f e n .

Einen a n d e r e n W e g der Z e i t k o r r e l a t i o n sind GOTTARDI & TONGIORGI (1957) gegangen.

Aus der G r o t t e del M e z z o g i o r n o untersuchten sie K n o c h e n m a t e r i a l aus 12 verschiedenen N i v e a u s , die sie z u 5 G r u p p e n o r d n e t e n , deren absolutes Alter durch C i 4 - D a t i e r u n g h i n ­ reichend gesichert erscheint. D a r a u s setzen sie in einem D i a g r a m m die P r o z e n t g e h a l t e a n H y d r o x y l a p a t i t einerseits, m i t d e r Zeit andererseits in Beziehung (siehe A b b . 5). Es w u r ­ den aber nicht die direkten Z e i t w e r t e , sondern Hydroxylapatit —=5 j — x 100 Totalapatit

. mit der Quadratwurzel

aus der Zeit eingetragen. Mit dieser A r t der E i n t r a g u n g liegen die g e n a n n t e n 5 G r u p p e n d a n n im D i a g r a m m a n n ä h e r n d auf einer g e r a d e n Linie; d. h. g e n a u betrachtet, ist die Verbindungslinie der P u n k t e eine schwach gebogene Linie m i t Biegung z u r O r d i n a t e hin.

Auch bei der v o n m i r in A b b . 4 gewählten u n d üblichen A u f t r a g u n g s a r t einer E x p o n e n ­ tialkurve auf halblogarithmischem Papier w ü r d e n die P u n k t e sogar noch etwas besser auf einer G e r a d e n liegen. F ü r weiteres, aber offensichtlich hinsichtlich der F l u o r i e r u n g s gleichartigkeit viel uneinheitlicheres Material v o n der G e g e n w a r t , Bronzezeit, E e m - I n t e r glazial, H o l s t e i n - I n t e r g l a z i a l u n d Villafranchien geben GOTTARDI & TONGIORGI eine gleichartige D a r s t e l l u n g (siehe A b b . 5, P u n k t a — g ) , wobei für die Zeiten ab E e m offen­ b a r die W e r t e nach der Zeitskala entnommen s i n d , die sich a n die S t r a h l u n g s k u r v e v o n MILANKOWITCH a n l e h n e n . Auch die so datierten W e r t e liegen d a n n in der D a r s t e l l u n g der genannten A u t o r e n auf einer Linie, w ä h r e n d sie das in halblogarithmischer D a r s t e l l u n g nicht tun. Ist d a s n u n eine i n d i r e k t e Bestätigung d e r Richtigkeit der Zeitwerte nach der MiLANKOwiTCH-Kurve oder liegt hier ein T r u g s c h l u ß vor? Erfreulicherweise h a b e n GOTTARDI & TONGIORGI recht g e n a u die H e r k u n f t ihres P r o b e n m a t e r i a l s beschrieben u n d auch selbst auf die m a t e r i a l b e d i n g t e n Auswertungsschwierigkeiten m i t allem N a c h d r u c k hingewiesen. So sind z. B. in i h r e r G r u p p e f nach ihren eigenen A n g a b e n P r o b e n aus dem E e m - u n d aus d e m H o l s t e i n - I n t e r g l a z i a l z u s a m m e n g e f a ß t u n d ein M i t t e l w e r t gebildet aus W e r t e n , die zwischen 71 u n d 3 6 % H y d r o x y l a p a t i t schwanken. Versucht m a n die v e r ­ werteten Testergebnisse z. B. durch Beschränkung auf M i t t e l w e r t e aus jeweils ein u n d demselben V o r k o m m e n anders z u ordnen, so ergeben sich sofort starke Abweichungen v o n der linearen A n o r d n u n g d e r P u n k t e , u n d z w a r charakteristischerweise in V e r l a g e ­ r u n g zur O r d i n a t e hin (s. A b b . 5). Es läßt sich o h n e Z w a n g eine G r u p p i e r u n g treffen, bei

Konrad Richter

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der die P u n k t e a n n ä h e r n d auf einer Linie liegen, w e n n m a n die v o m Verfasser in A b b . 3 e r m i t t e l t e n Z e i t w e r t e zur D a r s t e l l u n g auf halblogarithmischem P a p i e r b e n u t z t . D e r V e r ­ fasser sieht v o n d e r W i e d e r g a b e einer solchen K u r v e ab, da das b e n u t z t e M a t e r i a l nicht o h n e genaue stratigraphische K e n n t n i s der Verhältnisse g r u p p i e r t w e r d e n k a n n , die i h m in diesem Falle fehlt. Es dürfte sich aber empfehlen, d a ß K e n n e r d e r italienischen F u n d ­ stellen eine entsprechende P r ü f u n g v o n U m g r u p p i e r u n g e n v o r n e h m e n . D e r V e r f a s s e r w ü r d e es jedenfalls für näherliegend halten, für die D a r s t e l l u n g einer E x p o n e n t i a l k u r v e in halblogarithmischer E i n t r a g u n g eine G e r a d e z u erhalten. W e i t e r e Versuche m i t P r o b e n aus möglichst gleichartigem Fluorierungsmilieu lassen eine endgültige Entscheidung erhof­ fen. I m Falle v o n A b b . 3 w u r d e n u r M a t e r i a l aus d e m G r u n d w a s s e r v e r w e n d e t , w o d u r c h eine g r ö ß e r e Sicherheit als bei d e m vielseitigeren italienischen M a t e r i a l gegeben scheint.

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Abb. 5 . Röntgenographisch bestimmte Prozentgehalte pleistozäner Knochen aus Italien nach Un­ tersuchungen von GOTTARDI & TONGIORGI ( 1 9 5 7 ) , in Beziehung gesetzt zur Zeit durch die Formel Hydroxylapatit ~ — , — ~ x 100 Totalapatit in Quadratwurzel aus der Zeit dargestellt. Um die Gerade A liegen die Werte der Grabungs­ niveaus 1 — 1 2 aus der Grotte del Mezzogiorno, um die Gerade B Durchschnittswerte zahlreicher Proben aus verschiedensten Lokalitäten Italiens von rezenten (a) bis Villafranchien-altrigen (g) Funden; gruppiert in a = Gegenwart, b = Bronzezeit + Neolithikum, c = mesolithisch und paläolithisch , d = Mousterien, e = Eem, f = teils Eem-, teils Holstein-Interglazial und g = Villafranchien, dl bis gl = Lage der Punkte bei andersartiger Mittelwertbildung durch K. RICHTER. Letztere sind nicht als gesichert zu werten. Sie sollen nur zeigen, daß die Verbindung der Punkte a—g durch eine Gerade sehr unsicher ist.

Versuchen w i r weiterhin, uns die gerade Linie der W e r t e a—g aus A b b . 5 v o n G O T ­ TARDI Sc TONGIORGI ZU einem möglichen W e r t bei e t w a 14 Mill. J a h r e n oder 68 M i l l . J a h ­ ren zu v e r l ä n g e r n , so w ä r e das selbst m i t g r o ß e m Spielraum der W e r t e nicht o h n e scharfen Knick möglich.

Auch schon bei der in A b b . 3 wiedergegebenen zeichnerischen K o n s t r u k t i o n einer K u r v e w ü r d e bei Zeitansatz nach der MiLANKOWiTCH-Kurve dem P r i n z i p der V e r l a n g ­ s a m u n g des U m w a n d l u n g s p r o z e s s e s v o n H y d r o x y l a p a t i t zu F l u o r a p a t i t nicht g e n ü g e n d Rechnung g e t r a g e n . Diese V e r l a n g s a m u n g ist a b e r in dem durch C14 k o n t r o l l i e r t e n A n ­ fangsteil der K u r v e bis 45 000 b z w . 46 000 J a h r e n durchaus gesichert. D e r Verfasser ist deshalb geneigt, die MiLANKOWiTCH-Kurve als G r u n d l a g e z u r absoluten C h r o n o l o g i e des Eiszeitalters a b z u l e h n e n u n d die auf A b b . 3 k o n s t r u i e r t e n W e r t e für richtiger z u h a l t e n .

Eine g r ö ß e r e F ü l l e v o n U n t e r s u c h u n g s m a t e r i a l w i r d indes sehr wahrscheinlich noch K o r ­ r e k t u r e n d e r k o n s t r u i e r t e n absoluten Z e i t a n g a b e n z u r Folge h a b e n .

Auf zahlreiche methodische Schwierigkeiten k o n n t e im R a h m e n dieses Überblicks nicht eingegangen w e r d e n . D e r Verfasser g l a u b t aber, einen prinzipiell g a n g b a r e n W e g z u r

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absoluten C h r o n o l o g i e des Pleistozäns gezeigt z u h a b e n . Dieser k ö n n t e in sedimentologisch u n d klimatologisch weniger komplizierten G e b i e t e n der E r d e leichter g a n g b a r sein als in Norddeutschland.

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Manuskr. eingeg. 15. 12. 1957.

Anschrift des Verf.: Prof. Dr. Konrad Richter, Amt für Bodenforschung, Hannover, Wiesenstr. 1.