Skip to ContentSkip to Navigation
Over onsNieuws en agendaNieuwsberichten

Thermoluminescence dating of sediments using mineral zircon

18 april 2008

Promotie: mw. H.J. van Es, 13.15 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Titel: Thermoluminescence dating of sediments using mineral zircon

Promotor(s): prof.dr. H.W. den Hartog en prof.dr. R.J. de Meijer

Faculteit: wiskunde en natuurwetenschappen

 

Zirkoon thermoluminescentie kan oude én jonge monsters dateren

De stijging van de zeespiegel zorgt ervoor dat de belangstelling voor het dateren van sedimenten flink toeneemt. Onderzoekers kunnen daar verschillende methoden voor gebruiken. Het meest bekend is de 14C-methode, maar die is alleen bruikbaar bij materiaal van organische oorsprong tot 60.000 jaar. Jongere sedimenten worden vaak gedateerd aan de hand van kwarts. Daarbij wordt de lichtintensiteit gemeten, die wordt uitgezonden wanneer roosterbeschadigingen, veroorzaakt door natuurlijke straling, worden gerepareerd. Deze methode is echter te afhankelijk van de omgeving waarin de korrels hebben verkeerd.

Dateren met zirkoon (ZrSiO4) berust op hetzelfde principe. Werken met zirkoon heeft ten opzichte van kwarts het voordeel dat de informatie over de ouderdom (de stralingsschade) is opgeslagen binnen de korrels, omdat ze inwendig bestraald worden met α-deeltjes van U en Th, elementen die in het kristalrooster zijn ingebouwd. De omgeving van de korrels doet er in het geval van zirkoon nauwelijks toe. Een ander voordeel is dat zirkoon in bijna alle sedimenten voorkomt.

Wat is thermoluminescentie? Thermoluminescentie (TL) betekent letterlijk licht uitzenden door verwarming. Wanneer men bestraalde korrels zirkoon verhit tot een paar honderd graden, wordt de schade aan het rooster hersteld en zenden de korrels zichtbaar licht uit: thermoluminescentie. Hoe hoger de dosis, hoe hoger de TL-intensiteit.

Stralingsschade wordt ook hersteld door zonlicht. Daarbij wordt de “dateringsklok” op nul gezet (“resetten”), terwijl de bestraling door U en Th blijft doorgaan. Bij het dateren bepalen we dus de tijd die verstreken is sinds de korrels voor het laatst aan zonlicht blootgesteld zijn en de dateringsklok weer vanaf nul ging lopen.

Pogingen van internationale wetenschappers om zirkoon als dateringsmedium te gebruiken, bleken tot nu toe niet erg succesvol. Er was onvoldoende informatie over het gedrag van zirkoon tijdens en na blootstelling aan straling. Een ander probleem was dat de dateringsmonsters tot nu toe erg inhomogeen waren en in kleur varieerden van kleurloos, geel, rood en bruin tot pikzwart. Donkere korrels zijn ongewenst, omdat daarin het TL-licht geabsorbeerd wordt. Ook worden donkere zirkonen minder goed gereset. Harriët van Es toont in haar proefschrift aan dat dit probleem kan worden overwonnen door een zorgvuldige selectie van de meest heldere korrels. Het bijzondere van de in Groningen ontwikkelde selectiemethode is dat ze wordt uitgevoerd in volledige duisternis. Deze omstandigheid is cruciaal omdat, zoals gezegd, inwerking van licht leidt tot (gedeeltelijk) resetten van de dateringsklok. Daarna onderzocht Van Es de invloed van bestraling, verwarmen, optisch resetten en opslag in het donker om zo de problemen van afname van het TL-signaal na kunstmatige bestraling (fading) op te lossen. Tenslotte is in het kader van het onderzoek een model ontwikkeld dat het gedrag van de defecten in zirkoon beschrijft.

Het belangrijkste wapenfeit van het onderzoek is volgens Van Es het opzetten van een procedure voor TL-datering van jonge zirkoonhoudende sedimenten. ‘Om dit te staven hebben we een analyse uitgevoerd van alle dateringsstappen van een monster Ameland-zand, dat volgens historische bronnen 175 jaar oud was. Dit leverde gedetailleerde informatie op over het gedrag van zirkoon tijdens elke stap in het dateringprotocol. We dateerden het zand op 183 jaar, keurig binnen de foutengrens. Experimenten aan zirkoon van diverse continenten tonen aan dat onze methode effectief is.’

Van Es verwacht dat met een aangepaste technologie ook zeer jonge monsters van één jaar oud gedateerd kunnen worden. ‘Als dat lukt kan de zirkoon TL-methode als “stopwatch” gebruik worden in forensisch onderzoek naar bijvoorbeeld milieudelicten. En gezien de resultaten verwachten we dat onze methode ook bruikbaar is voor honderdduizenden jaren oude monsters.’

Harriët van Es (Uithuizermeeden, 1970) studeerde natuurkunde in Groningen. Het onderzoek werd uitgevoerd bij de vakgroep Ionogene Materialen van de RUG en gefinancierd door STW/NWO. /JS

 

Laatst gewijzigd:15 september 2017 15:38
printOok beschikbaar in het: English

Meer nieuws

  • 21 juni 2018

    Grenzeloos lallen met Martijn Wieling op Lowlands Science

    Het is bekend dat alcoholgebruik spraak negatief beïnvloedt, maar hoe zit dat bij het spreken van een vreemde taal? Onderzoek suggereert dat het effect hier juist positief lijkt te zijn. Onduidelijk is echter wat er in de mond gebeurt. Dr. Martijn Wieling...

  • 08 juni 2018

    Waardedaling woningen in aardbevingsgebied tot 2015 gemiddeld 9,3%

    Woningen in het Groningse aardbevingsgebied zijn tot 2015 gemiddeld 9,3% in waarde gedaald. Dat concluderen promovendus Nicolás Durán en hoogleraar Ruimtelijke Econometrie Paul Elhorst van de Rijksuniversiteit Groningen. Zij analyseerden data van de...

  • 08 juni 2018

    Feringa verguld met bronzen buste en boek

    Donderdagmiddag 7 juni werd een klein Nobel-feestje gevierd op de Rijksuniversiteit Groningen. Beide Nobelprijswinnaars van de RUG zijn in brons vereeuwigd: natuurkundige prof. dr. Frits Zernike staat al zo'n 60 jaar in het Academiegebouw en vanaf nu...