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Mammut-Fundstätte ist über 100.000 Jahre älter als gedacht
Die berühmte Mammoth Site in South Dakota ist deutlich älter als bislang angenommen. Lumineszenzdatierungen der Sedimente weisen auf ein Alter von rund 160.000 bis 232.000 Jahren hin statt der früher angenommenen 23.000 bis 42.000 Jahre. Damit verschiebt sich die Geschichte der dort eingeschlossenen Mammuts weit in frühere Phasen des Pleistozäns.
Hot Springs (U.S.A.). Seit ihrer Entdeckung im Jahr 1974 gilt die Mammoth Site als außergewöhnliches Fenster in die Eiszeit Nordamerikas, weil in einem ehemaligen Erdfall die Überreste von mehr als 60 Mammuts erhalten blieben. Der heute von einem Museum überdachte Fundplatz bewahrt viele Knochen noch dort, wo sie im Sediment entdeckt wurden.
Lange schien auch das Alter der natürlichen Falle geklärt, denn frühere Radiokarbondatierungen an der mineralischen Komponente von Knochen ergaben Werte von rund 23.000 bis 42.000 Jahren. Andere Verfahren hatten allerdings schon deutlich ältere Werte von etwa 101.000 bis 150.000 Jahren geliefert, weshalb die große Diskrepanz eine neue Datierung der Sedimente nötig machte.
Forscher des U.S. Geological Survey (USGS) um Shannon A. Mahan haben nun sechs Proben aus einer rund sechs Meter mächtigen Folge knochenführender Sedimente untersucht. Dafür nutzten sie Lumineszenzdatierung, die bestimmt, wann Mineralkörner zuletzt ausreichend Licht ausgesetzt waren, bevor sie abgelagert wurden und anschließend durch natürliche Umgebungsstrahlung neue Energie speicherten.
Quarz, der für solche Messungen häufig bevorzugt wird, erwies sich am Fundplatz als ungeeignet, weil seine Lumineszenzsignale bereits gesättigt waren. Sie ließen nur erkennen, dass die Sedimente älter als ungefähr 75.000 Jahre sein mussten, weshalb das Team stattdessen Kalifeldspäte mit einer infrarot angeregten Lumineszenzmethode untersuchte.
Die belastbaren Proben ergaben Alter von 159 ± 21 bis 232 ± 23 Tausend Jahren und folgten mit einer Ausnahme weitgehend der Schichtenfolge. Damit stimmen sie besser mit den älteren Uranreihen- und Thermolumineszenzdatierungen überein, während zwei Labore bei Teilproben desselben Materials außerdem vergleichbare Ergebnisse erzielten.
Eine Probe aus dem mittleren Bereich der Schichten lieferte mit 131 ± 13 Tausend Jahren ein deutlich jüngeres Alter als benachbarte Lagen und wurde deshalb aus der Altersspanne der Fundstätte ausgeschlossen. Als mögliche Ursachen diskutieren die Forscher Veränderungen der Strahlungsdosis, Feuchteeffekte, unberücksichtigte Empfindlichkeitskorrekturen oder eine spätere Einmischung jüngerer Körner, ohne den Ausreißer abschließend erklären zu können.
Weitere Tests sprechen nach Ansicht des Teams dennoch für eine zuverlässige Datierung, weil die Sedimente vor ihrer Ablagerung wahrscheinlich ausreichend dem Licht ausgesetzt waren und die gespeicherte Lumineszenzuhr weitgehend zurückgesetzt wurde. Zudem waren die beprobten Schichten überwiegend homogen und wenig gestört, was das Risiko verringert, dass nachträgliche Umlagerungen die meisten Messwerte verfälscht haben.
Für die deutlich jüngeren Radiokarbonalter der Mammutknochen sieht die Studie eine mögliche Erklärung in chemischen Veränderungen nach der Ablagerung. Beim Lösen kalkhaltigen Materials und der späteren Ausfällung von Kalkzement kann die Radiokarbonuhr nahezu auf null zurückgesetzt werden, sodass die früheren Messungen möglicherweise eher einen späteren Zementationsprozess als die Ablagerung der Knochenschichten erfassten.
Die neue Chronologie ordnet die knochenführenden Sedimente vor allem den marinen Isotopenstadien 6 und 7 zu, die deutlich vor den zuvor angenommenen Stadien 2 und 3 liegen. Über die gesamte untersuchte Schichtenfolge ergibt sich außerdem eine mittlere Sedimentationsrate von rund zwölf Millimetern pro Jahr.