Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Lumineszenz stellt archäologische Uhr auf null

09.03.2010
Ein Forscherteam des Atominstitutes der Technischen Universität (TU) Wien hat mittels strahlenphysikalischer Methoden geholfen, das Rätsel der sogenannten Ziegelroith zu entschlüsseln.

Die Geschichte liest sich wie der Plot eines Wissenschaftskrimis. Ein passionierter oberösterreichischer Hobbyhistoriker bittet das Atominstitut der TU Wien um Mithilfe bei der Bestimmung des Alters von Ziegelfragmenten. Die Proben stammen aus der sogenannten Ziegelroith, einer sagenumwobenen Region im Hausruck (OÖ) zwischen den Orten Geboltskirchen und Altenhof.

Unabhängige Überlieferungen berichten von einer Befestigungsanlage bzw. einem Vorwerk zum Schloss Gröming, das an jener Stelle bis 1860 gestanden war. Andere Quellen bringen die bei Wurzelausstockungen immer wieder zum Vorschein gelangenden Ziegelbruchstücke mit der Lage an der Hausruck-Überquerungslinie der Römerstraße und römischen Funden in unmittelbarer Umgebung in Zusammenhang.

Altersbestimmung bringt überraschende Ergebnisse

Was zunächst nach einer Routineaufgabe aussieht, entwickelt sich bald zu einer faszinierenden Herausforderung für die Wissenschaft. "Die ersten Ergebnisse waren regelrecht skurril", berichtet Michael Hajek, Leiter des Bereiches Dosimetrie und Strahleneffekte am Atominstitut. "Wir dachten zunächst, dass die stark verwitterten Proben gar nicht gebrannt seien." Das festgestellte Alter von 4200 bis 6000 Jahren erscheint unglaubwürdig, da in der Jungsteinzeit die Technik des Brennens von Ton zwar bekannt war, jedoch noch nicht für die Herstellung von Ziegeln verwendet wurde. Zudem scheinen die nahe der Oberfläche dem Erdreich entnommenen Proben älter zu sein als jene, die aus tieferen Schichten geborgen wurden. Es kann sich also schwerlich um von Menschenhand gebrannte Ziegel handeln. Professor Max Bichler, ausgebildeter Geologe und Radiochemiker am Atominstitut, bestätigt allerdings, dass die Lehmproben auf entsprechend hohe Temperaturen erhitzt wurden.

Grundprinzip der Lumineszenzdatierung

Die am Atominstitut verwendeten Datierungsmethoden beruhen auf der Lumineszenzemission von Mineralien wie Quarz und Feldspat, die in natürlicher Tonerde vorkommen. Die Energie der aus der Umgebung und der Probe selbst stammenden ionisierenden Strahlung wird in angeregten, metastabilen Zuständen gespeichert, die durch den Einbau von Fremdatomen ins Kristallgitter bzw. Gitterdefekte entstehen. Bei Erwärmung oder Beleuchtung der Probe mit geeigneter Wellenlänge wird die gespeicherte Energie als Lumineszenzleuchten wieder freigesetzt und kann elektronisch nachgewiesen werden. Derselbe Vorgang läuft beim Brennen von Tonerde ab, wodurch die "archäologische Uhr" auf null gestellt wird. Die im Labor gemessene Lumineszenzintensität ist ein Maß für die von der Probe über archäologische bzw. geologische Zeiträume aufgenommene Strahlendosis bzw. ihr Alter.

ArchäologInnen stehen vor einem Rätsel

Zur Lösung des Rätsels sollen nunmehr weitere ExpertInnen herangezogen werden. ArchäologInnen des Landeskonservatorats für Oberösterreich und Sachverständige des Museums Wels sind ratlos. Eine Begehung der Ziegelroith fördert im wahrsten Sinne des Wortes Interessantes zutage: Fragmente von gebrannter Tonerde in schier unglaublicher Menge und jeder erdenklichen Größe, von winzigen Stücken bis zu gut 50 kg schweren Brocken. Kann es sich dabei um Reste von mit Lehm verstrichenen Palisaden handeln, die man, um sie zu härten, dem Feuer ausgesetzt hatte? Ist die Ziegelroith ein Platz prähistorischer Metallverhüttung? Oder handelt es sich um Überreste niedergebrannter Lang- und Grubenhäuser, die man an einer Stelle zusammengetragen hatte? Dagegen spricht jedoch der Befund, dass die jüngsten Proben aus der größten Tiefe stammen.

Materialanalyse bestätigt Wiener Messungen

Eine Materialanalyse durch GeologInnen der Montanuniversität Leoben und SchlackenexpertInnen der Voest Alpine kommt zu einem verblüffenden Ergebnis und bestätigt zugleich die Wiener Messungen, die überwiegend von Robert Bergmann im Zuge seiner Diplomarbeit durchgeführt wurden. Die so unterschiedlich aussehenden Fragmente haben alle dieselbe Zusammensetzung, ob sie nun wie Ziegel, wie Schlacke oder wie Klinker aussehen, und sind ein Aufschmelzungsprodukt der Tonerde. Wenn die Proben einen deutlich unterschiedlichen Chemismus hätten, könnte man darauf schließen, dass hier etwas erzeugt wurde. Im gegenständlichen Fall erscheint jedoch ein Flözbrand plausibel, nicht zuletzt im Hinblick auf die Braunkohlevorkommen in der Region. Möglicherweise wurde der Brand durch Blitzeinschlag in ein hoch liegendes, von Ton umgebenes Kohleflöz verursacht. Bei ausreichender Sauerstoffzufuhr konnte sich daraus ein Glimmbrand mit Temperaturen bis 1000°C, wenn nicht gar ein Flammbrand (bis 1200°C) entwickeln, sonst wären die Tone nicht aufgeschmolzen worden. Die Theorie eines Kohlebrandes beantwortet viele Fragen. Eine davon betrifft den Altersbereich der analysierten Proben von mehr als 1500 Jahren. Ein Flözbrand kann mehrere Hundert, ja sogar Tausend Jahre brennen. Auch die riesige Menge an gebranntem Ton ist so erklärbar. Vermutlich würde man bei Grabungen noch viel mehr gebranntes Material finden, dort wo sich das rückstandsfrei verbrannte Flöz weiter in den Berg hineingezogen hatte.

Veröffentlichung der Gemeindechronik

Das Rätsel der Ziegelroith war der Ausgangspunkt für die Entstehung einer knapp 700 Seiten umfassenden Chronik der Gemeinde Geboltskirchen (ehemals Gerbrulteskirch), die mit Unterstützung des Landes Oberösterreich jüngst veröffentlicht wurde.

Gemeindechronik
Keller, Irene ; Keller, Christian: Von Gerbrulteskirch zu Geboltskirchen : Geschichte der Gemeinde Geboltskirchen am Hausruck. 1. Aufl. Geboltskirchen : Eigenverlag, 2009. - ISBN 978-3-902684-08-0

Fotodownload: http://www.tuwien.ac.at/index.php?id=9985

Links:
http://www.ati.ac.at
http://www.geboltskirchen.at
Rückfragehinweis:
Univ.Ass. Dipl.-Ing. Dr.techn. Michael Hajek
Technische Universität Wien
Atominstitut
Stadionallee 2
1020 Wien
T: +43 1 58801 14193
mhajek@ati.ac.at
Aussender:
Technische Universität Wien
Büro für Öffentlichkeitsarbeit
Bettina Neunteufl, MAS
Operngasse 11/E011
1040 Wien
T: +43 1 58801 41025
pr@tuwien.ac.at

Werner Sommer | idw
Weitere Informationen:
http://www.tuwien.ac.at/pr
http://www.tuwien.ac.at/index.php?id=9985
http://www.ati.ac.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Matrix-Theorie als Ursprung von Raumzeit und Kosmologie
23.05.2018 | Universität Wien

nachricht Rotierende Rugbybälle unter den massereichsten Galaxien
23.05.2018 | Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Im Focus: Faserlaser mit einstellbarer Wellenlänge

Faserlaser sind ein effizientes und robustes Werkzeug zum Schweißen und Schneiden von Metallen beispielsweise in der Automobilindustrie. Systeme bei denen die Wellenlänge des Laserlichts flexibel einstellbar ist, sind für spektroskopische Anwendungen und die Medizintechnik interessant. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) haben, im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts „FlexTune“, ein neues Abstimmkonzept realisiert, das erstmals verschiedene Emissionswellenlängen voneinander unabhängig und zeitlich synchron erzeugt.

Faserlaser bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lasern eine höhere Strahlqualität und Energieeffizienz. Integriert in einen vollständig faserbasierten...

Im Focus: LZH zeigt Lasermaterialbearbeitung von morgen auf der LASYS 2018

Auf der LASYS 2018 zeigt das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) vom 5. bis zum 7. Juni Prozesse für die Lasermaterialbearbeitung von morgen in Halle 4 an Stand 4E75. Mit gesprengten Bombenhüllen präsentiert das LZH in Stuttgart zudem erste Ergebnisse aus einem Forschungsprojekt zur zivilen Sicherheit.

Auf der diesjährigen LASYS stellt das LZH lichtbasierte Prozesse wie Schneiden, Schweißen, Abtragen und Strukturieren sowie die additive Fertigung für Metalle,...

Im Focus: Achema 2018: Neues Kamerasystem überwacht Destillation und hilft beim Energiesparen

Um chemische Gemische in ihre Einzelbestandteile aufzutrennen, ist in der Industrie die energieaufwendige Destillation gängig, etwa bei der Raffinerie von Rohöl. Forscher der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) entwickeln ein Kamerasystem, das diesen Prozess überwacht. Dabei misst es, ob es zu einer starken Tropfenbildung kommt, was sich negativ auf die Trennung der Komponenten auswirken kann. Die Technik könnte hier künftig automatisch gegensteuern, wenn sich Messwerte ändern. So ließe sich auch Energie einsparen. Auf der Prozesstechnik-Messe Achema in Frankfurt stellen sie die Technik vom 11. bis 15. Juni am Forschungsstand des Landes Rheinland-Pfalz (Halle 9.2, Stand A86a) vor.

Bei der Destillation werden Flüssigkeiten durch Verdampfen und darauffolgende Kondensation des Dampfes in ihre Bestandteile getrennt. Ein bekanntes Beispiel...

Im Focus: Vielseitige Nanokugeln: Forscher bauen künstliche Zellkompartimente als molekulare Werkstatt

Wie verleiht man Zellen neue Eigenschaften ohne ihren Stoffwechsel zu behindern? Ein Team der Technischen Universität München (TUM) und des Helmholtz Zentrums München veränderte Säugetierzellen so, dass sie künstliche Kompartimente bildeten, in denen räumlich abgesondert Reaktionen ablaufen konnten. Diese machten die Zellen tief im Gewebe sichtbar und mittels magnetischer Felder manipulierbar.

Prof. Gil Westmeyer, Professor für Molekulare Bildgebung an der TUM und Leiter einer Forschungsgruppe am Helmholtz Zentrum München, und sein Team haben dies...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Rotierende Rugbybälle unter den massereichsten Galaxien

23.05.2018 | Physik Astronomie

Invasive Quallen: Strömungen als Ausbreitungsmotor

23.05.2018 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Matrix-Theorie als Ursprung von Raumzeit und Kosmologie

23.05.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics