








Fünfter Jahrgang. 
| Über absolute Zeitmessung 
in der Geologie auf Grund der radio- 
Ba aktiven Erscheinungen!). 
5 _ Von Robert W. Lawson, derzeit am Institute für 
4 Radiumforschung in Wien.- 

> Das ausgezeichnete Ziel der Geologie ist seit 
_ jeher die Erforschung und die Aufklärung der 
Geschichte der Erde gewesen. Das systematische 
3 und kritische Studium der geschichteten und vul- 
_kanischen Gesteinsformationen liefert hierzu wert- 
volle Anhaltspunkte und an Methoden rein geo- 
logischer Natur zur Ermittlung des Alters der 
Erde oder, genauer gesagt, zur Festlegung be- 
stimmter Zeitmerkmale in der Geologie hat es 
nicht gefehlt. Aber erst im letzten Jahrhundert 
wurde die Frage der Zeitmessung in der Geologie 
Gegenstand wahrhaft wissenschaftlicher Er- 
forschung. In Wirklichkeit ist die Bestimmung 
des Alters der Erde nach den vorliegenden 
Methoden unausführbar; wir können nur den 
' Zeitraum bis zu bestimmten kritischen Perioden 
“ festsetzen und den Anfang einem noch früheren, 
aber unbestimmbaren Zeitpunkt zuschreiben. Als 
Beispiel seien folgende Fälle erwähnt: Kelvin 
verfolgt den thermischen Zustand der Erde bis 
zu jener Zeit zurück, in der die Erdkugel noch in 
fli üssigem Zustande war; Darwin will die Zeit be- 
stimmen, zu welcher aac Mond noch sehr nahe 
die Erde umkreiste; Joly will den Zeitpunkt er- 
mitteln, zu dem die Meere noch praktisch frei vom 
Chlornatrium waren; und Geikie sucht den An- 
fang der langen Resanfplen der geschichteten 
f ecteinsformationen, um mittels der Ablagerungs- 
geschwindigkeit, der Sedimente die Zeit zu be- 
stimmen, welcher sie entsprechen. Obgleich die 
genannten Methoden Zeiten ergaben, die für den 
Geologen erschreckend klein waren, bieten sie 
immerhin wertvolle Entwicklungsstufen in der 
Geschichte der Zeitmessung in der Geologie. 
Mit der Entdeckung der Radioaktivität begann 
eine neue Epoche der geologischen Zeitmessung, 
die dem Geologen, im Gegensatz zu den alten rein 
geologischen Methoden, eher viel zu große als zu 
kleine Zeiten gab. Das Defizit an Zeit, das die 
= Geologen vor einigen Jahren beklagten, war nach 
den Resultaten der neuen radioaktiven: Methoden 
mit einem Sprunge in einen Überfluß umge- 
| Er I. Einleitung. 
| 
| 

























1) In einer vor kurzem in dieser Zeitschrift (4, 
S. 725, 1. Dezember 1916) erschienenen Abhandlung 
„Über neuere Versuche einer Zeitmessung in der Erd- 
geschichte“ behandelte Prof. Dr. O. Abel diese Frage 
vom biologischen Gesichtspunkte aus. 
a 
Nw. 1917. 
29. Juni 1917. 
DIE NATURWISSENSCHAFTEN 
Herausgegeben von 
Dr. Arnold Berliner una Prof. Dr. August Pütter 

Heft 26. 
wandelt. Aber auch die radioaktiven Methoden er- 
lauben es nicht, das absolute Alter der Erde zu 
bestimmen, sondern nur das Alter bestimmter 
zur Untersuchung herangezogener geologischer 
Formationen; und obwohl die Methoden noch in 
den Anfangsstadien sind, ist Grund zur Hoffnung 
vorhanden, daß es mit ihrer Hilfe und im Laufe 
der Zeit ermöglicht werden wird, eine vollständige 
Zeitskala für die geologischen Epochen aufzu- 
stellen. Nach diesen Methoden kann man der 
Kristallisationsperiode eines jeden vulkanischen 
Gesteines, in welchem sich zur Untersuchung ge- 
eignete Mineralien vorfinden, ein Datum zu- 
schreiben. 
Nachdem Becquerel im Jahre 1896 an Uran 
und seinen Verbindungen das Vorhandensein 
neuer Strahlenarten entdeckt hatte, zeigte M. 
Curie, daß unter den übrigen Elementen nur 
Thorium eine der des Urans ähnliche Strahlung 
(Becquerel - Strahlung genannt) aufweist. Ihre 
weiteren Untersuchungen über die Aktivität der 
Pechblende führten sie zur Entdeckung des Ra- 
diums, und seither ist es den Radiologen gelungen, 
die Existenz von gegen vierzig Radioelementen 
einwandfrei festzustellen. Die Strahlen der radio- 
aktiven Substanzen sind von dreierlei Natur. Es 
sind dies a) die «Strahlen oder positiv geladene 
Heliumatome, die beim Zerfall einiger der Radio- 
elemente mit einer Geschwindigkeit von etwa einem 
Zehntel der Liehtgeschwindigkeit ausgesandt wer- 
den; b) die ß-Strahlen in der Form schnellbe- 
wegter Elektronen, mit einer Geschwindigkeit 
manchmal nahezu so. groß als der des Lichtes; 
und ec) die y-Strahlen, die ihrer Natur nach elektro- 
maenetische Impulswellen im Raum sind und sich 
nur in ihrer Härte und Herkunft von den Röntgen- 
strahlen unterscheiden. Im folgenden haben wir 
es lediglich mit den a-Strahlen zu tun; die an- 
deren Strahlenarten berühren unser Thema nur 
mittelbar. 
Zunächst wollen wir uns auf eine Betrachtung 
der Uranzerfallsreihe beschränken. 
In der Zeiteinheit entsteht aus jedem der Ele- 
mente dieser Reihe eine gewisse Anzahl von 
Atomen des darauffolgenden Radioelementes, und 
zwar so, daß die Zahl der von einem Element in 
der Zeiteinheit zerfallenden Atome proportional 
der Zahl der vorhandenen Atome dieses Elements 
ist. Diese Proportionalität äußert sich für jedes 
Element einer Zerfallsreihe und wird durch die 
bekannten Ausdrücke ,,Zerfallskonstante“ bzw. 
„Halbwertszeit“ von Element zu Element ge- 
kennzeichnet. Für den Fall, daß das Mutter- 
element sich im Gleichgewicht mit seinen 
Zerfallsprodukten befindet, ist das Verhält- 
