Zand dat in pakketten langs de kust wordt afgezet bevat het mineraal zirkoon (zirkoniumsilicaat). Zirkoon is vaak ‘verontreinigd’ met de sporenelementen uranium en thorium. De verontreinigingen zenden alfastraling uit en veroorzaken zo schade in de kristalstructuur van de zirkoonzandkorrels.

Hoe langer de bestraling heeft geduurd, hoe meer schade er in het mineraal is ontstaan. Echter, door zonlicht of verhitting tot enkele honderden graden Celsius wordt de schade tenietgedaan. Strandzand dat aan het oppervlak ligt, zal daarom weinig schade vertonen. Zand dat dieper ligt juist veel.

In een STW-project onder leiding van prof. H.W. den Hartog hebben Groningse onderzoekers een methode ontwikkeld om de schade in zirkoon te meten om zo de ouderdom van zandsedimenten te bepalen. Zij verhitten zorgvuldig geselecteerde zirkoonzandkorrels. Daarbij herstelt de schade in het zirkoon. Dat gaat gepaard met het uitzenden van zichtbaar licht (thermoluminescentie). Hoe meer schade er herstelt, hoe hoger de intensiteit van het uitgezonden licht. Zirkoonkorrels uit oude sedimenten die lang geleden voor het laatst aan zonlicht waren blootgesteld, zijn lang bestraald door alfastraling, vertonen veel schade en zullen daarom veel licht opleveren.

Voor de dateringsmethode zijn alleen zirkoonkorrels geschikt die transparant zijn. Die laten het licht van de thermoluminescentie namelijk ongehinderd door. Om deze ‘zirkoonjuweeltjes’ te selecteren uit de zirkoonfractie van zand waarin gekleurde en soms zelfs donkere korrels met veel onherstelbare schade voorkomen, ontwikkelden de onderzoekers een nieuwe selectie-installatie. Een elektrische techniek scheidt ideale, heldere, elektrisch niet-geleidende zirkoonkorrels van ongeschikte, donkere en gekleurde, geleidende zirkoonkorrels die de dateringen verstoren.

Met zirkoon zijn in de toekomst wellicht zandkorrels met een ouderdom tot honderdduizend jaar te dateren. De methode kan wereldwijd toegepast worden, omdat zirkoon overal en in vrijwel alle sedimenten voorkomt. De onderzoekers vermoeden dat datering van sedimenten mogelijk is als deze minstens een jaar oud zijn. Daarnaast zijn er veelbelovende mogelijkheden voor forensisch dateringsonderzoek. Zo is de plaats van een misdrijf te dateren. Bijvoorbeeld bij illegale dumping of als rechercheurs informatie zoeken over het moment waarop voorwerpen begraven zijn.

De onderzoekers hebben reeds de proef op de som genomen. Van een 175 jaar oud zandmonster uit de Zwanenwaterduinen op Ameland leverde de zirkoondateringsmethode een ouderdom op van 177 jaar.