Jak dokładne jest datowanie radiowęglowe?
Wszystko, co przyszło do nas z pogaństwa, jest spowite gęstą mgłą; należy do ciężaru, którego nie możemy zmierzyć. Wiemy, że jest starsza od chrześcijaństwa, ale przez dwa lata, przez dwieście lat lub całe tysiąclecie - tutaj możemy się tylko domyślać. Rasmus Nierap, 1806.
Wielu z nas onieśmiela nauka. Przykładem takiego zjawiska jest datowanie radiowęglowe jako jeden z rezultatów rozwoju fizyki jądrowej. Ta metoda jest niezbędna dla różnych i niezależnych dyscyplin naukowych, takich jak hydrologia, geologia, nauki o atmosferze i archeologia. Jednak zrozumienie zasad datowania radiowęglowego pozostawiamy naukowcom i ślepo zgadzamy się z ich wnioskami z szacunku dla dokładności ich sprzętu i podziwu dla ich inteligencji.
W rzeczywistości zasady datowania radiowęglowego są uderzająco proste i łatwo dostępne. Co więcej, pojęcie datowania radiowęglowego jako „nauki ścisłej” jest błędnym przekonaniem i tak naprawdę niewielu naukowców podziela tę opinię. Problem polega na tym, że wiele dyscyplin, które używają datowania radiowęglowego do celów chronologicznych, nie rozumie ich natury i celu. Spójrzmy na to.
William Frank Libby i jego zespół opracowali zasady datowania radiowęglowego w latach pięćdziesiątych XX wieku. Do 1960 roku ich praca została zakończona, aw grudniu tego roku Libby otrzymała nominację do Nagrody Nobla w dziedzinie chemii. Jeden z naukowców biorących udział w jej nominacji zauważył:
„Rzadko się zdarzało, aby jedno odkrycie z dziedziny chemii miało taki wpływ na różne obszary ludzkiej wiedzy. Bardzo rzadko pojedyncze odkrycie wzbudziło tak powszechne zainteresowanie”.
Libby odkrył, że niestabilny radioaktywny izotop węgla (C 14) rozpada się w przewidywalnym tempie na stabilne izotopy węgla (C12 i C13). Wszystkie trzy izotopy występują naturalnie w atmosferze w następujących proporcjach; C12 - 98,89%, C13 - 1,11% i C14 - 0,00000000010%.
Stabilne izotopy węgla C12 i C13 powstały wraz ze wszystkimi innymi atomami tworzącymi naszą planetę, czyli bardzo, bardzo dawno temu. Izotop C14 powstaje w mikroskopijnych ilościach w wyniku codziennego bombardowania atmosfery słonecznej promieniami kosmicznymi. Promienie kosmiczne zderzając się z określonymi atomami niszczą je, w wyniku czego neutrony tych atomów przechodzą do stanu wolnego w atmosferze ziemskiej.
Film promocyjny:
Izotop C14 powstaje, gdy jeden z tych wolnych neutronów łączy się z jądrem atomu azotu. Tak więc radiowęglowodór jest „izotopem Frankensteina”, stopem różnych pierwiastków chemicznych. Następnie atomy C14, które powstają ze stałą prędkością, ulegają utlenieniu i wnikają do biosfery podczas fotosyntezy i naturalnego łańcucha pokarmowego.
W organizmach wszystkich istot żywych stosunek izotopów C12 i C14 jest równy stosunkowi atmosferycznemu tych izotopów w ich regionie geograficznym i jest utrzymywany przez ich tempo metabolizmu. Jednak po śmierci organizmy przestają gromadzić węgiel i od tego momentu zachowanie izotopu C14 staje się interesujące. Libby odkrył, że C14 ma okres półtrwania 5568 lat; po kolejnych 5568 latach połowa pozostałych atomów izotopu rozpada się.
Zatem, ponieważ początkowy stosunek izotopów C12 do C14 jest stałą geologiczną, wiek próbki można określić przez pomiar ilości resztkowego izotopu C14. Na przykład, jeśli w próbce znajduje się pewna początkowa ilość C14, to o dacie śmierci organizmu decydują dwa okresy półtrwania (5568 + 5568), co odpowiada wiekowi 10 146 lat.
To jest podstawowa zasada datowania radiowęglowego jako narzędzia archeologicznego. Radiowęgiel jest absorbowany w biosferze; przestaje gromadzić się wraz ze śmiercią organizmu i rozpada się w pewnym możliwym do zmierzenia tempie.
Innymi słowy, stosunek C14 / C12 stopniowo spada. W ten sposób otrzymujemy „zegar”, który zaczyna biec od momentu śmierci żywej istoty. Oczywiście ten zegar działa tylko w przypadku martwych ciał, które kiedyś były żywymi istotami. Na przykład nie można ich użyć do określenia wieku skał wulkanicznych.
Szybkość rozpadu C14 jest taka, że połowa tej substancji jest przekształcana z powrotem w N14 w ciągu 5730 ± 40 lat. Jest to tak zwany „okres półtrwania”. W ciągu dwóch okresów półtrwania, czyli 11 460 lat, pozostanie tylko jedna czwarta pierwotnej kwoty. Tak więc, jeśli stosunek C14 / C12 w próbce jest jedną czwartą stosunku we współczesnych organizmach żywych, teoretycznie ta próbka ma 11.460 lat. Teoretycznie niemożliwe jest określenie wieku obiektów starszych niż 50 000 lat metodą radiowęglową. Dlatego datowanie radiowęglowe nie może wskazywać wieku milionów lat. Jeśli próbka zawiera C14, to już wskazuje, że jej wiek jest krótszy niż miliony lat.
Jednak sprawy nie są takie proste. Po pierwsze, rośliny absorbują mniej dwutlenku węgla zawierającego C14. W konsekwencji gromadzą się mniej niż oczekiwano i dlatego po przetestowaniu wydają się starsze niż w rzeczywistości. Co więcej, różne rośliny inaczej metabolizują C14, co również należy skorygować
Po drugie, stosunek C14 / C12 w atmosferze nie zawsze był stały - na przykład malał wraz z nadejściem ery przemysłowej, kiedy masa dwutlenku węgla zubożona w C14 została uwolniona w wyniku spalania ogromnych ilości paliwa kopalnego. W związku z tym organizmy, które zmarły w tym okresie, wydają się starsze pod względem datowania radiowęglowego. Następnie nastąpił wzrost poziomu C14O2 związany z naziemnymi próbami jądrowymi w latach pięćdziesiątych XX wieku3, w wyniku czego organizmy, które zginęły w tym okresie, zaczęły wydawać się młodsze niż w rzeczywistości.
Pomiary zawartości C14 w obiektach, których wiek jest precyzyjnie ustalony przez historyków (np. Ziarno w grobowcach z datą pochówku) pozwala oszacować poziom C14 w ówczesnej atmosferze, a tym samym częściowo „skorygować” przebieg radiowęglowego „zegara”. W związku z tym datowanie radiowęglowe na podstawie danych historycznych może być bardzo owocne. Jednak nawet w tym „historycznym otoczeniu” archeolodzy nie uważają dat radiowęglowych za absolutne z powodu częstych anomalii. Opierają się bardziej na metodach datowania związanych z zapisami historycznymi.
Poza danymi historycznymi nie jest możliwe „ustawienie” „zegara” C14.
Biorąc pod uwagę wszystkie te niepodważalne fakty, niezwykle dziwne jest następujące stwierdzenie w czasopiśmie Radiocarbon (gdzie publikowane są wyniki badań radiowęglowych na całym świecie):
„Sześć renomowanych laboratoriów przeprowadziło 18 analiz wieku drewna z Shelford w Cheshire. Szacunki wahają się od 26 200 do 60 000 lat (do chwili obecnej), a różnica wynosi 34 600 lat.
Oto kolejny fakt: chociaż teoria datowania radiowęglowego brzmi przekonująco, kiedy jej zasady stosuje się do próbek laboratoryjnych, w grę wchodzą czynniki ludzkie. Prowadzi to do błędów, czasem bardzo znaczących. Ponadto próbki laboratoryjne są zanieczyszczone promieniowaniem tła, które zmienia mierzony poziom szczątkowy C14.
Jak wskazali Renfrew w 1973 r. I Taylor w 1986 r., Datowanie radiowęglowe opiera się na szeregu bezpodstawnych założeń przyjętych przez Libby'ego podczas opracowywania jego teorii. Na przykład w ostatnich latach było wiele dyskusji na temat okresu półtrwania C14, podobno 5568 lat. Obecnie większość naukowców zgadza się, że Libby się mylił i że okres półtrwania C14 wynosi w rzeczywistości około 5730. 162 rozbieżności nabiera dużego znaczenia przy datowaniu próbek sprzed tysiącleci.
Ale wraz z Nagrodą Nobla w dziedzinie chemii Libby zyskał pełne zaufanie do swojego nowego systemu. Datowanie radiowęglowe okazów archeologicznych ze starożytnego Egiptu zostało już datowane, ponieważ starożytni Egipcjanie uważnie śledzili chronologię. Niestety, analiza radiowęglowa podała zbyt niedoszacowany wiek, w niektórych przypadkach 800 lat mniej niż według danych historycznych. Ale Libby doszła do zaskakującego wniosku:
„Rozkład danych pokazuje, że historyczne daty starożytnego Egiptu przed początkiem drugiego tysiąclecia pne są zbyt wysokie i prawdopodobnie przekraczają prawdziwe o 500 lat na początku trzeciego tysiąclecia pne”.
To klasyczny przykład naukowej zarozumiałości i ślepej, niemal religijnej wiary w wyższość metod naukowych nad archeologicznymi. Libby się myliła; metoda radiowęglowa go zawiodła. Ten problem został już rozwiązany, ale samozwańcza reputacja metody datowania radiowęglowego wciąż przekracza jej poziom wiarygodności.
Moje badania sugerują, że istnieją dwa główne problemy z datowaniem radiowęglowym, które nadal mogą prowadzić do wielkiego zamieszania. Są to (1) zanieczyszczenie próbek i (2) zmiany poziomu C14 w atmosferze podczas er geologicznych.
Standardy datowania radiowęglowego. Wartość wzorca przyjętego przy obliczaniu wieku radiowęglowego próbki wpływa bezpośrednio na uzyskaną wartość. Na podstawie wyników szczegółowej analizy opublikowanej literatury ustalono, że do datowania radiowęglowego wykorzystano kilka standardów. Najbardziej znane z nich: standard Andersona (12,5 dpm / g), standard Libby (15,3 dpm / g) oraz standard nowoczesny (13,56 dpm / g).
Randka z łodzią faraona. Drewno łodzi faraona Sesostris III zostało datowane za pomocą datowania radiowęglowego na podstawie trzech standardów. Datując drewno w 1949 r., Na podstawie normy (12,5 dpm / g), uzyskano wiek radiowęglowy 3700 ± 50 BP lat. Libby później datuje drewno na podstawie normy (15,3 dpm / g). Wiek radiowęglowy się nie zmienił. W 1955 r. Libby zaktualizowała datę drewna wieżowego w oparciu o standard (15,3 dpm / g) i otrzymała wiek radiowęglowy 3621 ± 180 BP lat. Do datowania drewna łodzi w 1970 r. Posłużono się normą (13,56 dpm / g) [2]. Wiek radiowęglowy pozostał prawie niezmieniony i wyniósł 3640 BP lat. Podane przez nas dane faktyczne dotyczące datowania łodzi faraona można sprawdzić, korzystając z odpowiednich linków do publikacji naukowych.
Cena emisji. Uzyskanie praktycznie tego samego wieku radiowęglowego drewna łodzi faraona: 3621-3700 lat temu przy zastosowaniu trzech wzorców, których wartości znacznie się różnią, jest fizycznie niemożliwe. Użycie standardu (15,3 dpm / g) automatycznie daje wzrost wieku datowanej próbki o 998 lat w porównaniu ze standardem (13,56 dpm / g) io 1668 lat w porównaniu ze standardem (12,5 dpm / g) … Są tylko dwa wyjścia z tej sytuacji. Uznanie, że:
- przy datowaniu drewna łodzi faraona Sesostrisa III dokonywano manipulacji normami (drewno wbrew deklaracjom datowano według tego samego standardu);
- Magiczna łódź faraona Sesostrisa III.
Wniosek
Istota rozważanych zjawisk, zwanych manipulacjami, wyraża się jednym słowem - fałszerstwem.
Po śmierci zawartość C12 pozostaje stała, natomiast zawartość C14 spada
Zanieczyszczenie próbek
Mary Levine wyjaśnia:
„Zanieczyszczenie definiuje się jako obecność obcego materiału organicznego w próbce, która nie została utworzona z materiału próbki”.
Wiele zdjęć z wczesnego datowania węgla pokazuje, że naukowcy palą papierosy podczas pobierania lub przetwarzania próbek. Niezbyt mądry z nich! Jak zauważa Renfrew: „Upuść szczyptę popiołu na próbki do analizy, a otrzymasz wiek radiowęglowy tytoniu, z którego został zrobiony twój papieros”.
Chociaż taka niekompetencja metodologiczna jest obecnie uważana za niedopuszczalną, okazy archeologiczne nadal cierpią z powodu zanieczyszczenia. Znane rodzaje zanieczyszczeń i sposoby radzenia sobie z nimi omówiono w artykule Taylora (1987). Zanieczyszczenia dzieli na cztery główne kategorie: 1) usuwalne fizycznie, 2) rozpuszczalne w kwasach, 3) rozpuszczalne w zasadach, 4) rozpuszczalne w rozpuszczalnikach. Wszystkie te zanieczyszczenia, jeśli nie zostaną wyeliminowane, mają duży wpływ na laboratoryjne określenie wieku próbki.
H. E. Gove, jeden z wynalazców metody akceleratorowej spektrometrii mas (AMS), datował Całun Turyński za pomocą radiowęglowego węgla. Doszedł do wniosku, że włókna tkaniny użytej do wykonania całunu pochodzą z 1325 roku.
Chociaż Gove i jego koledzy są całkiem pewni autentyczności swojej definicji, wielu z oczywistych powodów uważa wiek Całunu Turyńskiego za znacznie bardziej czcigodny. Gove i jego współpracownicy udzielili godnej odpowiedzi wszystkim krytykom, a gdybym musiał dokonać wyboru, zaryzykowałbym stwierdzenie, że naukowe datowanie Całunu Turyńskiego jest najprawdopodobniej dokładne. W każdym razie huragan krytyki, który uderzył w ten konkretny projekt, pokazuje, jak kosztowny może być błąd w datowaniu radiowęglowym i jak podejrzliwi są niektórzy naukowcy co do tej metody.
Twierdzono, że próbki mogły zostać zanieczyszczone młodszym węglem organicznym; metody czyszczenia mogą pomijać ślady współczesnych zanieczyszczeń. Robert Hedges z Oxford University zauważa to
„Nie można całkowicie wykluczyć małego systematycznego błędu”.
Zastanawiam się, czy nazwałby rozbieżność w datowaniu uzyskanym przez różne laboratoria na próbce drewna z Shelford „małym systematycznym błędem”? Czy nie wydaje się, że znowu dajemy się zwieść naukowej retoryce i wmówić nam doskonałość istniejących metod?
Leoncio Garza-Valdes z pewnością ma taką opinię w odniesieniu do datowania Całunu Turyńskiego. Wszystkie starożytne tkanki pokryte są bioplastycznym filmem w wyniku żywotnej aktywności bakterii, co według Garza-Valdeza myli analizator radiowęglowy. W rzeczywistości wiek Całunu Turyńskiego może wynosić 2000 lat, ponieważ jego datowania radiowęglowego nie można uznać za ostateczne. Potrzebne są dalsze badania. Warto zauważyć, że Gove (chociaż nie zgadza się z Garza-Valdezem) zgadza się, że taka krytyka uzasadnia nowe badania.
Cykl radiowęgla (14C) w atmosferze, hydrosferze i biosferze Ziemi
Poziom C14 w atmosferze ziemskiej
Zgodnie z „zasadą równoczesności” Libby'ego, poziom C14 w dowolnym regionie geograficznym jest stały w całej historii geologicznej. Ta przesłanka była kluczowa dla wiarygodności datowania radiowęglowego na wczesnym etapie ich rozwoju. Rzeczywiście, aby wiarygodnie zmierzyć resztkowy poziom C14, musisz wiedzieć, ile tego izotopu było obecne w organizmie w momencie jego śmierci. Ale to założenie, według Renfrew, jest błędne:
„Jednak obecnie wiadomo, że proporcjonalny stosunek radiowęgla do konwencjonalnego C12 nie pozostawał stały w czasie i że przed 1000 rpne odchylenia były tak duże, że datowania radiowęglowe mogą znacznie różnić się od rzeczywistości”.
Badania dendrologiczne (badanie słojów drzew) przekonująco pokazują, że poziom C14 w ziemskiej atmosferze podlegał znacznym wahaniom w ciągu ostatnich 8000 lat. Dlatego Libby wybrał fałszywą stałą, a jego badania opierały się na błędnych założeniach.
Sosna Kolorado występująca w południowo-zachodnich Stanach Zjednoczonych może mieć tysiące lat. Niektóre drzewa żyjące do dziś urodziły się 4000 lat temu. Ponadto kłody zebrane w miejscach, w których rosły te drzewa, mogą przedłużyć kroniki słojów o kolejne 4000 lat w przeszłość. Inne długowieczne drzewa przydatne do badań dendrologicznych to dąb i sekwoja kalifornijska.
Jak wiecie, każdego roku na ściętym pniu żywego drzewa wyrasta nowy słoj roczny. Licząc słoje, można sprawdzić wiek drzewa. Logiczne jest założenie, że poziom C14 w liczącym 6000 lat pierścieniu rocznym będzie podobny do poziomu C14 we współczesnej atmosferze. Ale tak nie jest.
Na przykład analiza słojów drzew wykazała, że poziom C14 w ziemskiej atmosferze 6000 lat temu był znacznie wyższy niż obecnie. W związku z tym próbki radiowęglowe pochodzące z tego wieku okazały się znacznie młodsze niż są w rzeczywistości, na podstawie analizy dendrologicznej. Dzięki pracy Hansa Suissa opracowano wykresy korekcji poziomu C14 w celu skompensowania jego wahań w atmosferze w różnych okresach czasu. Jednak to znacznie zmniejszyło wiarygodność datowania radiowęglowego próbek starszych niż 8000 lat. Po prostu nie mamy danych na temat zawartości radiowęglowodorów w atmosferze sprzed tej daty.
Akceleratorowy spektrometr masowy z University of Arizona (Tucson, Arizona, USA) produkcji National Electrostatics Corporation: a - schemat, b - panel sterowania i źródło jonów C¯, c - zbiornik akceleratora, d - detektor izotopów węgla. Zdjęcie J. S. Burra. (Przeczytaj więcej o ustawieniach tutaj)
„Złe” wyniki?
Kiedy ustalony „wiek” różni się od oczekiwanego, badacze pospiesznie znajdują powód do unieważnienia wyniku datowania. Powszechna dostępność tych późniejszych dowodów sugeruje, że datowanie radiometryczne stwarza poważne problemy. Woodmorappe przytacza setki przykładów sztuczek stosowanych przez badaczy, aby wyjaśnić „nieodpowiednie” wartości wiekowe.
Na przykład naukowcy zrewidowali wiek szczątków kopalnych Australopithecus ramidus.9 Większość próbek bazaltu znajdujących się najbliżej warstw, w których te skamieniałości zostały znalezione, wykazała wiek około 23 milionów lat, używając metody argonowo-argonowej. Autorzy zdecydowali, że liczba ta jest „zbyt duża” na podstawie ich wyobrażeń o miejscu tych skamieniałości w globalnym schemacie ewolucyjnym. Przyjrzeli się bazaltowi dalej od skamieniałości i pobierając 17 z 26 próbek, uzyskali dopuszczalny maksymalny wiek 4,4 miliona lat. Pozostałe dziewięć próbek ponownie wykazało znacznie starszy wiek, ale eksperymentatorzy zdecydowali, że materia była w skażeniu skały, i odrzucili te dane. Zatem na metody datowania radiometrycznego znaczący wpływ ma dominujący w kręgach naukowych światopogląd „długich wieków”.
Podobna historia wiąże się z ustaleniem wieku czaszki naczelnych (czaszka ta znana jest jako próbka KNM-ER 1470).10, 11 Początkowo uzyskano wynik 212-230 milionów lat, który na podstawie skamieniałości uznano za nieprawidłowy („ludzie nie było”), po czym podjęto próby ustalenia wieku skał wulkanicznych w tym rejonie. Kilka lat później, po opublikowaniu kilku różnych wyników badań, zbiegły się one na poziomie 2,9 mln lat (chociaż badania te obejmowały również oddzielenie wyników „dobrych” od „złych” - jak to było w przypadku Australopithecus ramidus).
Opierając się na z góry przyjętych poglądach na temat ewolucji człowieka, badacze nie mogli pogodzić się z poglądem, że czaszka z 1470 roku jest „tak stara”. Po zbadaniu szczątków skamieniałości świni w Afryce antropolodzy łatwo uwierzyli, że czaszka z 1470 roku jest w rzeczywistości znacznie młodsza. Po tym, jak społeczność naukowa potwierdziła tę opinię, dalsze badania skał jeszcze bardziej zredukowały wiek radiometryczny tej czaszki - do 1,9 miliona lat - i ponownie znaleziono dane, które „potwierdzają” następną liczbę. To taka „gra w datowanie radiometryczne” …
Nie sugerujemy, że ewolucjoniści spiskowali, aby dopasować wszystkie dane do wyniku, który najbardziej im odpowiada. Oczywiście w normie tak nie jest. Problem jest inny: wszystkie dane obserwacyjne muszą odpowiadać dominującemu paradygmatowi w nauce. Ten paradygmat - a raczej wiara w miliony lat ewolucji od cząsteczki do człowieka - jest tak mocno zakorzeniona w świadomości, że nikt nie pozwala sobie na kwestionowanie tego; wręcz przeciwnie, mówią o „fakcie” ewolucji. Zgodnie z tym paradygmatem absolutnie wszystkie obserwacje muszą pasować. W rezultacie badacze, którzy wydają się opinii publicznej „obiektywnymi i bezstronnymi naukowcami”, nieświadomie wybierają te obserwacje, które są zgodne z wiarą w ewolucję.
Nie wolno nam zapominać, że przeszłość jest niedostępna dla normalnych badań eksperymentalnych (serii eksperymentów przeprowadzanych obecnie). Naukowcy nie mogą eksperymentować z wydarzeniami, które miały miejsce wcześniej. Nie mierzy się wieku skał - mierzone są stężenia izotopów i można je mierzyć z dużą dokładnością. Ale „wiek” jest już określany z uwzględnieniem założeń dotyczących przeszłości, których nie można udowodnić.
Zawsze musimy pamiętać słowa Boga skierowane do Hioba: „Gdzie byłeś, kiedy kładłem fundamenty ziemi?” (Hioba 38: 4).
Ci, którzy mają do czynienia z niepisaną historią, zbierają informacje w teraźniejszości iw ten sposób próbują odtworzyć przeszłość. Ponadto poziom wymagań dotyczących dowodów jest znacznie niższy niż w naukach empirycznych, takich jak fizyka, chemia, biologia molekularna, fizjologia itp.
Williams, ekspert ds. Przemian pierwiastków promieniotwórczych w środowisku, zidentyfikował 17 błędów w metodach datowania izotopowego (z tego datowania ukazały się trzy bardzo solidne prace, które pozwoliły określić wiek Ziemi na około 4,6 miliarda lat).12 John Woodmorappe ostro krytykuje te metody datowania8 i obnaża setki mitów z nimi związanych. Przekonująco argumentuje, że kilka „dobrych” wyników pozostałych po odfiltrowaniu „złych” danych można łatwo wytłumaczyć szczęśliwym zbiegiem okoliczności.
W jakim wieku wolisz?
Kwestionariusze oferowane przez laboratoria radioizotopowe zwykle pytają: "Jak myślisz, ile lat powinna mieć ta próbka?" Ale co to za pytanie? Nie byłoby takiej potrzeby, gdyby techniki datowania były całkowicie rzetelne i obiektywne. Dzieje się tak prawdopodobnie dlatego, że laboratoria są świadome występowania nieprawidłowych wyników i dlatego próbują dowiedzieć się, jak „dobre” są otrzymywane dane.
Weryfikacja metod datowania radiometrycznego
Gdyby metody datowania radiometrycznego mogły naprawdę obiektywnie określić wiek skał, sprawdziłyby się również w sytuacjach, w których wiek znamy na pewno; ponadto różne metody dałyby spójne wyniki.
Metody datowania muszą dawać wiarygodne wyniki dla obiektów w znanym wieku
Istnieje wiele przykładów, w których metody datowania radiometrycznego nieprawidłowo ustaliły wiek skał (wiek ten był dokładnie znany z góry). Jednym z takich przykładów jest „datowanie” potasu i argonu pięciu strumieni lawy andezytowej z góry Ngauruho w Nowej Zelandii. Chociaż wiadomo, że lawa wypłynęła raz w 1949 r., Trzy razy w 1954 r. I jeszcze raz w 1975 r., „Ustalone czasy” wahały się od 0,27 do 3,5 mln lat.
Wszystkie te same retrospektywne metody dały początek następującym wyjaśnieniom: kiedy skała zestaliła się, znajdował się w niej „dodatkowy” argon z powodu magmy (stopionej skały). Świecka literatura naukowa dostarcza wielu przykładów tego, jak nadmiar argonu prowadzi do „dodatkowych milionów lat” przy datowaniu skał ze znanych epok historycznych.14 Źródłem nadmiaru argonu jest prawdopodobnie górna część płaszcza ziemskiego, znajdująca się tuż pod skorupą ziemską. Jest to całkiem zgodne z teorią „młodej ziemi” - argon miał za mało czasu, po prostu nie miał czasu na uwolnienie. Ale jeśli nadmiar argonu doprowadził do tak rażących błędów w datowaniu skał w znanym wieku, dlaczego mielibyśmy ufać tej samej metodzie datowania skał o nieznanym wieku ?!
Inne metody - zwłaszcza użycie izochron - obejmują różne hipotezy dotyczące warunków początkowych; ale naukowcy są coraz bardziej przekonani, że nawet takie „niezawodne” metody prowadzą do „złych” wyników. I tu znowu dobór danych opiera się na założeniu badacza o wieku danej rasy.
Geolog, dr Steve Austin, pobrał próbki bazaltu z dolnych warstw Wielkiego Kanionu i lawy na krawędzi kanionu.17 Zgodnie z logiką ewolucji bazalt na krawędzi kanionu powinien być o miliard lat młodszy od bazaltu od spodu. Standardowa analiza laboratoryjna izotopów przy użyciu izochronicznego datowania rubidowo-strontowego wykazała, że stosunkowo niedawny przepływ lawy jest o 270 mA starszy od bazaltu z trzewi Wielkiego Kanionu - co jest oczywiście absolutnie niemożliwe!
Problemy metodologiczne
Oryginalny pomysł Libby opierał się na następujących hipotezach:
14C powstaje w górnej atmosferze pod działaniem promieni kosmicznych, a następnie miesza się w atmosferze, wchodząc w skład dwutlenku węgla. W tym przypadku procent 14C w atmosferze jest stały i nie zależy od czasu ani miejsca, pomimo niejednorodności samej atmosfery i rozpadu izotopów.
Szybkość rozpadu radioaktywnego jest stała, mierzona przez okres półtrwania 5568 lat (przyjmuje się, że w tym czasie połowa izotopów 14C jest przekształcana w 14N).
Zwierzęta i organizmy roślinne budują swoje ciała z dwutlenku węgla wydobywanego z atmosfery, podczas gdy żywe komórki zawierają taki sam procent izotopu 14C, jaki jest w atmosferze.
Po śmierci organizmu jego komórki opuszczają cykl wymiany węgla, ale atomy izotopu 14C nadal przekształcają się w atomy stabilnego izotopu 12C zgodnie z wykładniczym prawem rozpadu promieniotwórczego, co pozwala obliczyć czas, jaki upłynął od śmierci organizmu. Ten czas nazywany jest „erą radiowęglową” (lub w skrócie „wiekiem RU”).
Z tą teorią, w miarę gromadzenia się materiału, zaczęły pojawiać się kontrprzykłady: analiza niedawno zmarłych organizmów czasami podaje bardzo stary wiek lub odwrotnie, próbka zawiera tak ogromną ilość izotopu, że obliczenia dają ujemny wiek RU. Niektóre oczywiście starożytne obiekty miały młodą erę RU (takie artefakty zostały uznane za późne fałszerstwa). W rezultacie okazało się, że wiek RU nie zawsze pokrywa się z wiekiem rzeczywistym w przypadkach, w których można zweryfikować wiek prawdziwy. Takie fakty budzą uzasadnione wątpliwości w przypadkach, gdy metoda RU jest stosowana do datowania organicznych obiektów o nieznanym wieku, a datowania RU nie można zweryfikować. Przypadki błędnego określenia wieku tłumaczy się następującymi znanymi mankamentami teorii Libby'ego (te i inne czynniki są analizowane w książce M. M. Postnikova "Krytyczne studium chronologii starożytnego świata, w 3 tomach", - M.: Kraft + Lean, 2000, tom 1, s. 311-318, napisane w 1978):
1. Zmienność zawartości procentowej 14C w atmosferze. Zawartość 14C zależy od czynnika kosmicznego (natężenia promieniowania słonecznego) i ziemskiego (wejście „starego” węgla do atmosfery w wyniku spalania i rozpadu starożytnej materii organicznej, pojawienie się nowych źródeł radioaktywności, fluktuacje pola magnetycznego Ziemi). Zmiana tego parametru o 20% oznacza błąd w wieku RU prawie 2 tysiące lat.
2. Jednolity rozkład 14C w atmosferze nie został udowodniony. Szybkość mieszania atmosfery nie wyklucza możliwości znacznych różnic w zawartości 14C w różnych regionach geograficznych.
3. Szybkość rozpadu radioaktywnego izotopów można określić nie do końca dokładnie. Tak więc od czasów Libby okres półtrwania 14C według oficjalnych podręczników „zmienił się” o sto lat, to znaczy o kilka procent (odpowiada to zmianie wieku RU o półtora roku). Sugeruje się, że wartość okresu półtrwania istotnie (w granicach kilku procent) zależy od eksperymentów, w których jest określana.
4. Izotopy węgla nie są w pełni równoważne, błony komórkowe mogą je wykorzystywać wybiórczo: niektóre absorbują 14C, inne wręcz przeciwnie, go unikają. Ponieważ procent 14C jest znikomy (jeden atom 14C do 10 miliardów atomów 12C), nawet znikoma selektywność izotopowa komórki prowadzi do dużej zmiany wieku RU (10% fluktuacja prowadzi do błędu około 600 lat).
5. Po śmierci organizmu jego tkanki niekoniecznie opuszczają metabolizm węgla, uczestnicząc w procesach rozpadu i dyfuzji.
6. Zawartość 14C w badanym może być niejednorodna. Od czasów Libby'ego fizycy radiowęglowi nauczyli się bardzo dokładnie określać zawartość izotopów w próbce; twierdzą nawet, że potrafią policzyć poszczególne atomy izotopu. Oczywiście takie obliczenie jest możliwe tylko dla małej próbki, ale w tym przypadku pojawia się pytanie - na ile dokładnie ta mała próbka przedstawia cały obiekt? Jak jednorodna jest zawartość izotopów w nim? W końcu błędy kilku procent prowadzą do stuletnich zmian w erze RU.
Podsumowanie
Datowanie radiowęglowe to nowa metoda naukowa. Jednak na każdym etapie jego rozwoju naukowcy bezwarunkowo popierali jego ogólną rzetelność i milczeli dopiero po ujawnieniu poważnych błędów w szacunkach lub w samej metodzie analizy. Błędy nie powinny być zaskakujące, biorąc pod uwagę liczbę zmiennych, które naukowiec musi wziąć pod uwagę: wahania atmosferyczne, promieniowanie tła, wzrost bakterii, zanieczyszczenie i błąd ludzki.
W ramach reprezentatywnych badań archeologicznych datowanie radiowęglowe pozostaje istotne; wystarczy umieścić go w perspektywie kulturowej i historycznej. Czy naukowiec ma prawo odrzucić sprzeczne dowody archeologiczne tylko dlatego, że jego datowanie radiowęglowe wskazuje na inny wiek? Czy to jest niebezpieczne. W rzeczywistości wielu egiptologów poparło sugestię Libby, że chronologia Starego Królestwa jest błędna, ponieważ została „naukowo udowodniona”. W rzeczywistości Libby się myliła.
Datowanie radiowęglowe jest przydatne jako uzupełnienie innych danych i na tym polega jego siła. Ale dopóki nie nadejdzie dzień, w którym wszystkie zmienne będą pod kontrolą, a wszystkie błędy zostaną wyeliminowane, datowanie radiowęglowe nie ma ostatniego słowa na stanowisku archeologicznym.