Lassen sich alte Analysendaten nutzen?

Warum alte Daten verlockend sind und warum man ihnen misstraut

Eine regionale Bachsedimentkampagne aus den 1970er-Jahren kann Tausende Quadratkilometer abdecken, die niemand mehr beproben wird. Alte Bohrprotokolle können Kerne beschreiben, die es nicht mehr gibt. Das zu ignorieren ist teuer. Es ungeprüft zu nutzen ist riskant, weil die Zahlen mit Methoden entstanden, die sich von den heutigen auf leicht zu übersehende Weise unterscheiden.

Worin sich alte und moderne Analysen unterscheiden

• Aufschluss. Viele ältere Methoden verwendeten einen schwachen oder partiellen Säureaufschluss, der nur einen Teil des Metalls in der Probe freisetzte. Moderne Mehrsäureaufschlüsse oder Röntgenverfahren messen fast alles. Beides ist nicht dieselbe Größe.
• Messung. Kolorimetrische Verfahren, mit dem Auge gegen einen Standard abgelesen, liefern Werte in groben Stufen. Eine Tabelle voller 5, 10 und 15 ppm ist ein Zeichen dafür.
• Nachweisgrenzen. Die alten Grenzen lagen höher, und Werte darunter wurden auf verschiedene Weise erfasst: als null, als die Grenze, als halbe Grenze oder als Textvermerk.
• Chargen. Eine Kampagne, die über Jahre von mehreren Labors oder Bearbeitern durchgeführt wurde, trägt systematische Unterschiede zwischen den Chargen.
• Lage. Positionen wurden von Papierkarten in einem lokalen Datum abgelesen. Fehler von Hunderten Metern sind üblich, und ein falsches Datum verschiebt ein ganzes Kartenblatt.
• Qualitätskontrolle. Blindproben, Standards und Duplikate wurden oft nicht verwendet oder nicht dokumentiert.

Der Test: Probenpaare

Die Frage lässt sich dort beantworten, wo einige Proben zweimal gemessen wurden, einmal mit der alten und einmal mit einer modernen Methode. Neu analysiertes Archivmaterial, erneut beprobte Stellen und Zwillingsbohrungen liefern solche Paare.

Die Paare zeigen, wie die beiden Messungen zusammenhängen. Manchmal gibt es einen stabilen Versatz oder ein stabiles Verhältnis, und die alten Werte lassen sich mit bekannter Fehlermarge übersetzen. Manchmal gilt der Zusammenhang innerhalb jeder Charge, unterscheidet sich aber zwischen den Chargen. Manchmal gibt es gar keinen Zusammenhang, und die alten Werte enthalten keine nutzbare Information zu diesem Element.

Warum ein einziger Korrekturfaktor nicht reicht

Die übliche Abkürzung besteht darin, einen einzigen Faktor für den ganzen Datensatz zu berechnen und alles umzuskalieren. Das scheitert, wenn sich die Chargen unterscheiden, und das tun sie meist. Ein Faktor, der im Mittel stimmt, ist für die meisten Chargen falsch, und die umskalierten Werte können schlechter sein als gar keine. Korrekturen sollten auf der Ebene angepasst werden, auf der die Unterschiede entstehen, und jeder übersetzte Wert sollte seine eigene Unsicherheit tragen, sodass er weniger zählt als eine moderne Messung.

Prüfen, ob es geholfen hat

Eine Korrektur, die vernünftig aussieht, ist damit noch nicht als nützlich erwiesen. Der Test besteht darin, einige moderne Ergebnisse zu verbergen, sie mit und ohne die alten Daten vorherzusagen und die Fehler zu vergleichen. Werden die Vorhersagen mit den alten Werten besser, haben sie ihren Platz verdient. Ändert sich nichts oder werden sie schlechter, bleiben sie für dieses Element außen vor.

In einer unserer Arbeiten an einer regionalen Kampagne zeigte dieser Test, dass die alten Kupferwerte ihren Platz verdienten: Die Vorhersagen verborgener moderner Ergebnisse hatten mit ihnen einen um 13 % kleineren Fehler als ohne. Die Einzelheiten stehen in der Fallstudie Enthält die Zone Kupfer?

Praktische Regeln

• Die Originalwerte unverändert lassen und übersetzte Werte in eigenen Spalten speichern, mit Angabe der Methode.
• Element für Element entscheiden. Eine Kampagne kann für ein Metall brauchbar und für ein anderes nutzlos sein.
• Erst die Lage prüfen, dann die Chemie. Eine gute Analyse am falschen Ort ist ein schlechter Datenpunkt.
• Die Fehlermarge mit dem Ergebnis angeben und sie dort breiter werden lassen, wo es nur alte Daten gibt.
• Altdaten als Hinweis verstehen, wo zu beproben ist, nicht als Ersatz für Beprobung.

Wo das hingehört

Der Abgleich alter und neuer Daten ist Teil der Datenintegration. Für die Veröffentlichung ist die Verwendung historischer Daten auch eine regulatorische Frage: Die Berichtsstandards verlangen, dass eine qualifizierte oder sachkundige Person Herkunft, Verlässlichkeit und Überprüfung der Daten erörtert.