In 1905 stelde de vader van de kernfysica, Ernest Rutherford, een methode voor voor het dateren van radio-isotopen door de ouderdom van verschillende uraniummineralen te berekenen. Sindsdien wordt radio-isotopen datering veel gebruikt in de geologie, paleontologie, archeologie … Is deze techniek echter onfeilbaar? Veel wetenschappers twijfelen aan deze score.
Formule van de vraag
Radio-isotoop of radiometrische datering is een methode om de ouderdom te bepalen van verschillende objecten die een radioactieve isotoop bevatten. Deze isotoop (ouder) geeft als gevolg van verval aanleiding tot een nieuwe (dochter). Uit de verhouding van deze elementen, waarbij de halfwaardetijd van de ouderisotoop bekend is, wordt de leeftijd van het monster berekend.
Hier zijn de drie bekendste dateringsmethoden voor gesteenten en mineralen:
Uranium-loodanalyse: het verval van uranium geeft aanleiding tot lood, de halfwaardetijd van de isotoop uranium-238 is 4,47 miljard jaar. Voor het dateren van uranium-lood wordt vaak zirkoon gebruikt, een chemisch resistent mineraal dat veel voorkomt in stollingsgesteenten.
Kalium-argon-methode: argon is een vervalproduct van kalium-40 (halveringstijd 1,2 miljard jaar). Het is waar dat kaliummineralen gemakkelijk argon verliezen, dus er wordt een aanpassing gemaakt. Desalniettemin is de methode wijdverbreid in de datering van stollingsgesteenten en sedimentair gesteente.
Promotie video:
Rubidium-strontiumanalyse is gebaseerd op de omzetting van rubidium-87 in strontium. De halfwaardetijd van Rb87 bereikt 49 miljard jaar. Dit type analyse wordt vaak gebruikt bij het dateren van gesteenten.
Om de ouderdom van organische (biologische) materialen te bepalen, is een radiokoolstofmethode ontwikkeld. Bij de datering wordt de verhouding tussen radioactieve koolstof (C14) en stabiele koolstof (C12) in het testmonster bepaald, rekening houdend met het feit dat de halfwaardetijd van C14 ongeveer 5730 jaar is.
De radiokoolstofmethode werd voorgesteld door de Amerikaan Willard Libby, waarvoor hij de Nobelprijs ontving (1960).
Het is nu echter bekend dat deze methode gebaseerd is op dubieuze postulaten: de verhouding van koolstofisotopen in de atmosfeer verandert niet in tijd en ruimte, en het gehalte aan isotopen in levende organismen komt overeen met de toestand van de atmosfeer.
Koolstofaccumulatie foto
Planten absorberen, samen met kooldioxide, radiokoolstof, en via planten komt het bij dieren. Eerder werd aangenomen dat met de "dood" van een organisch object, nieuwe koolstof-14 er niet in komt, maar de bestaande vervalt met een constante snelheid, terwijl stabiele koolstof onveranderd blijft. Dating is gebaseerd op deze aannames. Maar in werkelijkheid kan nieuwe koolstof in het biomateriaal doordringen - vanuit de atmosfeer en de bodem, met temperatuurdalingen en vulkanische verschijnselen …
Het is nu vastgesteld dat het gehalte aan C14 in de atmosfeer verandert afhankelijk van kosmische straling en de activiteit van de zon, de breedtegraad van het gebied, de toestand van de magnetosfeer, door vulkaanuitbarstingen en de cyclus van kooldioxide. Plus kernproeven en constante verbranding van fossiele brandstoffen. Dit alles heeft een negatieve invloed op de nauwkeurigheid van de datering, vooral van moderne monsters.
Over deze kwestie is het de moeite waard te verwijzen naar … de Bijbel. Aangenomen wordt dat vóór de zondvloed (4,5 duizend jaar geleden) een van de lagen van de atmosfeer van de aarde een beschermende "koepel" van water of vocht was (Gen. 1: 6-8). Deze koepel zou de planeet (en de atmosfeer) kunnen beschermen tegen kosmische straling die radioactief C14 genereert. Dat is de reden waarom, en niet vanwege het verval, het koolstof-14-gehalte in antediluviale monsters extreem laag kan zijn. Dit betekent dat het aantal C14 "resten" niet overeenkomt met de werkelijke leeftijd van het object.
Registratie van "anomalieën"
Theoretisch maakte de koolstofmethode het mogelijk om de overblijfselen van niet meer dan 60.000 jaar oud te bepalen, na deze periode bleef C14 verwaarloosbaar, maar de ontwikkeling van massaspectrometrie verbeterde de 'gevoeligheid' van het meten van de C14 / C12-verhouding van 1% tot 0,001%, waardoor het gemeten tijdsbereik kon worden uitgebreid tot 90 duizend jaar.
Tot nu toe zijn er echter geen materialen gevonden met zo'n kleine (0,001%) verhouding. Dat wil zeggen, ze zijn ver verwijderd van de leeftijdsgrens van 90 duizend jaar. Bovendien heeft massaspectrometrie het mogelijk gemaakt sporen van C14 te zien in steenkool, olie en antraciet, die miljoenen jaren oud zijn. En radiokoolstof zou al lang geleden moeten verdwijnen!
De meeste wetenschappers schreven dit feit toe aan de vervuiling van oude gesteenten met moderne koolstofbronnen. En we hebben effectieve manieren ontwikkeld om te reinigen. Het C14-niveau bleef echter nog steeds significant, ongeveer 100 keer hoger dan de bijna-limietgevoeligheid van de instrumenten. Dus misschien "trekt" de leeftijd van dezelfde steenkool maar een paar duizend jaar?
Onhandige vragen
Andere methoden zijn gebaseerd op willekeurige aannames: uranium-lood, kalium-argon, rubidium-strontium. Aangenomen wordt dat de rots oorspronkelijk alleen uit het ouderelement bestond (bijvoorbeeld uranium) en dat de dochter (lood) niet bestond. Maar op welke basis? Zeker als we het hebben over miljoenen jaren.
Als gevolg hiervan is het mogelijk om bij het analyseren van een gesteente met een overwicht van lood boven uranium, een conclusie te trekken over zijn ouderdom. Dit monster kan echter jong zijn, maar met een hoog initiële loodgehalte. Daarnaast kan het gehalte aan elementen veranderen onder invloed van externe factoren, zoals water.
De "heilige koe" van radiometrie is een constante vervalsnelheid. "Het bleek dat de snelheid waarmee radioactieve elementen tegenwoordig vervallen, bij geen enkele temperatuur, druk en andere fysische en chemische invloeden verandert", schrijft geograaf Yuri Golubchikov. - Er werd besloten dat het altijd zo is geweest. Volgens de informatie die in het heden is verzameld, begonnen ze het verleden opnieuw te creëren.
Recente experimenten zetten echter vraagtekens bij de constantheid van de vervalsnelheid. Volgens de Amerikaanse professor John Baumgardner hebben experimenten aangetoond dat het verval van uranium tot lood en helium in het verleden veel hoger was. En als de snelheid niet constant is, stort het hele dateringssysteem in elkaar …
De praktijk is het criterium van de waarheid
Het is vrij eenvoudig om de nauwkeurigheid van radiometrische dateringen te verifiëren wanneer de ouderdom van de materialen nauwkeurig bekend is. Hier zijn slechts een paar voorbeelden.
Koolstof-14-datering toonde aan: een pas gedode zeehond … stierf 1,3 duizend jaar geleden, de schaal van levende slakken was 27 duizend jaar oud, de leeftijd van een schaal van een levend weekdier was tweeduizend jaar.
Zes laboratoria voerden 18-leeftijdsanalyses uit van hout uit Shelford, Cheshire, Engeland. Schattingen lopen uiteen van 26 duizend tot 60 duizend jaar. Dat is zo nauwkeurig!
De leeftijd van organisch materiaal in de mortel van een Engels kasteel was meer dan 7 duizend jaar, hoewel de leeftijd van het kasteel ongeveer 8 eeuwen is. Waarschijnlijk werden er zeer oude eieren gebruikt in de oplossing …
We besloten om de leeftijd van vijf lavastromen van de Ngauruhoe-vulkaan in Nieuw-Zeeland te controleren. Het was bekend dat er eenmaal lava stroomde in 1949, driemaal in 1954 en opnieuw in 1975. Volgens de kalium-argon-methode was de ouderdom van de lavastromen echter … van 0,2 tot 3,5 miljoen jaar.
En hier zijn de resultaten van de analyses "rubidium-strontium" en "kalium-argon". Geoloog Stephen Austin heeft basalt bemonsterd uit de lagere lagen van de Grand Canyon van Colorado en uit lavastromen aan de rand van de kloof. Uit analyse is echter gebleken dat de relatief recente lavastroom 270 Ma ouder is dan basalt uit de ingewanden van de Grand Canyon!
In de jaren negentig namen dezelfde Steve Austin en collega's monsters van de lava van de San Helen-vulkaan (uitbarsting in de VS, 1986), die ze aan het laboratorium gaven voor kalium-argonanalyse. De resultaten overtroffen alle verwachtingen: de instrumenten toonden de leeftijd van verse lava … van 0,3 tot 2,8 miljoen jaar.
Hier zijn nog enkele wonderen: het Hualalai-basalt (Hawaï, uitbarsting van 1801) dateert van 1,6 miljoen jaar of meer, de lava van de Etna (Sicilië, de uitbarsting van 1792) dateert van 1,4 miljoen jaar.
De leeftijd van vers gemaaid gras, gemeten met radiokoolstof aan de Staatsuniversiteit van Moskou, bleek duizenden jaren te zijn. Het bleek dat dit het tijdperk is van benzine uit auto's: planten nemen koolstofdioxide op dat vrijkomt bij de verbranding en het wordt uitgeput in C14. Omdat er weinig koolstof-14 is, is de leeftijd groot. Hier is zo'n onzin.
Er blijven problemen
"In feite hebben we dergelijke objecten niet, waarvan de ouderdom ons zeker bekend zou zijn … De enige uitzonderingen zijn de jongste vulkanische objecten, waarvan de vormingstijd historisch is vastgelegd" - dat is de mening van de geoloog Alexander Lalomov.
"Achter de rug van een niet-specialist schuilt het feit dat we geen betrouwbare methode hebben om de initiële hoeveelheid isotopen in een monster te bepalen", zei aartspriester Georgy Neifakh, kandidaat voor fysische en wiskundige wetenschappen.
De problemen van radio-isotopen datering blijven dus: dit is de uitwisseling van materie tussen het object en de omgeving, evenals de onzekerheid van de initiële isotopensamenstelling. En daarom is de "opgebouwde" leeftijd van oude monsters twijfelachtig.
Irina Gromova