Fossielen die chronologisch zijn gerangschikt, bijvoorbeeld, kunnen vaak evolutionaire relaties tussen soorten suggereren. En fossielen van dezelfde ouderdom laten zien hoe oude planten en dieren zich over de hele wereld verspreidden. Gelukkig beschikken paleontologen tegenwoordig over een aantal technieken om antwoord te geven op de vraag: “Hoe oud is het?”
Het is allemaal relatief
Een manier om fossielen te dateren is gebaseerd op hun relatieve positie in de grond. Als paleontologen dieper graven in sedimentair gesteente, kijken ze in feite terug in de tijd. Naarmate sedimenten die door wind en water worden meegevoerd, zich ophopen, begraven zij oudere lagen – zo zijn de onderste lagen in een geologische reeks meestal de oudste en de bovenste lagen de jongste. Paleontologen kunnen fossielen dus in chronologische volgorde zetten zonder de werkelijke leeftijd van elk exemplaar te kennen.
Sedimentaire speurneuzen
Wanneer fossielen boven op elkaar begraven liggen, is het eenvoudig ze in chronologische volgorde te rangschikken. Maar dezelfde sedimentlagen kunnen vaak over grote gebieden worden getraceerd, zodat zelfs fossielen van ver uit elkaar gelegen vindplaatsen in een relatieve chronologie kunnen worden gerangschikt.
Klokken in gesteenten
Wetenschappers gebruiken tegenwoordig allerlei technieken om gesteenten en fossielen nauwkeurig te dateren. Meestal meten zij de hoeveelheden van bepaalde radioactieve elementen – vaak radiokoolstof of kalium – die aanwezig zijn om te bepalen wanneer een gesteente is gevormd, of wanneer een dier of plant is gestorven. Sommige technieken werken het best met materiaal dat miljoenen of zelfs miljarden jaren oud is. Andere werken alleen bij veel jongere materialen. En elke methode werkt alleen voor bepaalde materialen, variërend van vulkanisch gesteente tot houtskool en botten.
Radiokoolstof-datering
Levende planten en dieren nemen koolstof op uit de atmosfeer, waaronder koolstof-14 – een radioactieve vorm van het element dat ontstaat als kosmische zonnestralen reageren met stikstof in de bovenste atmosfeer. Maar wanneer organismen sterven, nemen ze geen koolstof meer op en begint de koolstof-14 in hun lichaam met een bekende snelheid te vervallen. Wetenschappers gebruiken deeltjesversnellers om de hoeveelheid koolstof-14 in biologisch materiaal te meten en zo te bepalen wanneer dat organisme is gestorven.
Op het niveau
De rotswand op de Gran Dolina, een plaats in de Sierra de Atapuerca in Noord-Spanje, is meer dan 18 meter hoog en bestaat uit 11 verschillende lagen die in meer dan een miljoen jaar zijn gevormd. Hier werken wetenschappers in laag TD 6, waar zij fossielen van hominiden vonden die meer dan 800.000 jaar oud zijn – sommige van de vroegste Europeanen.
Asanalyse
Grijze vulkanische tufstenen – die ontstaan wanneer lagen hete as worden neergelegd na vulkaanuitbarstingen – zijn dateerbaar en kunnen helpen bij het dateren van fossielen die in aangrenzende lagen worden gevonden. Als aslagen afkoelen, begint het radioactieve kalium-40 in de as met een bekende snelheid af te breken in het zeldzame gas argon. Door de hoeveelheden stabiel kalium en argon te vergelijken, kunnen paleontologen schatten hoeveel tijd er verstreken is sinds het vulkanisch tufsteen werd gevormd.