Radiometrické datování a stáří Země

pavelkabrt Stáří Země a vesmíru Napsat komentář

Ralph W. Matthews, Ph. D.

(Z creation.com přeložil M. T. – 8/2012)

Před rokem 1955 bylo stáří Země, založené na poměrech uranu/thoria/olova, asi o miliardu let nižší než současných populárních 4.5 miliardy let. V tomto článku přinášíme přehled radiometrických důkazů pro Zemi starou 4.5 miliardy let a probíráme nedostatky metody uran/olovo. Také se krátce zastavíme u základních premis teorie radiometrického datování. Od roku 1955 je odhad stáří Země založen na předpokladu, že jisté poměry izotopů olova v meteoritech odpovídají poměrům izotopů olova při vzniku Země. Roku 1972 se zjistilo, že je tento předpoklad krajně sporný. Navzdory tomu setrvačnost názorů vzniklá v oněch dvou desetiletích před rokem 1972 vedla k tomu, že se z údaje o stáří 4.5 miliardy let stala všeobecně přijímaná „univerzální konstanta“, třebaže ze základů, o které se opírala, nezůstalo prakticky nic. Náš článek dále přináší také některé důkazy svědčící o tom, že jsou výběrově zveřejňovány radiometrické výsledky, které jsou v souladu s přijímanou geologickou stupnicí, zatímco výsledky, které jí odporují, jsou opomíjeny.

Základy

*Geologická stupnice a stáří Země 4.5 miliardy let se opírají do značné míry o radiometrické datovací metody založené na rozpadu řady uran/thorium/olovo (1). Protože nebylo všeobecně uznáno, že předpoklady, na kterých jsou radiometrické odhady založeny, jsou prakticky nemožným sledem událostí, osvěžme si mysl ohledně základních předpokladů na příkladu přesýpacích hodin (obrázek 1).

Tento systém měření času pracuje dobře pouze za předpokladu, že

  • příslušná díra se nikdy neucpe,
  • písek se sype stále stejnou, známou rychlostí,
  • víme, kolik písku bylo u dna na počátku,
  • během časového procesu se nepřidává ani neodebírá písek. Jinými slovy, musí jít o uzavřenou soustavu.

Jelikož se konstanty radioaktivního rozpadu považují za neměnné, je, jak se zdá, splněn požadavek absolutně stálého známého tempa. Proto všechno, co musíme v podstatě udělat, je najít radioaktivní nerost, který tvoří uzavřenou soustavu od okamžiku mineralizace, a u kterého je známo počáteční množství dceřinného produktu (takzvané primordiální množství). Pak můžeme vypočítat absolutní stáří z dnešního množství rodičovského a dceřinného izotopu v nerostu.

Ve stručnosti, největšími slabinami zmíněné metody jsou skutečnosti, že (a) skutečně uzavřené soustavy patrně v přírodě neexistují (4), (b) primordiální koncentrace izotopů je neřešitelným problémem, a zvolená hodnota se může opírat pouze o dohady, a (c) rovněž neměnnost rozpadových konstant se nyní zpochybňuje (5-12). Je znám více než tucet radioaktivních izotopů, u kterých se bez problémů změnily rozpadové konstanty až o 4% (35) pouhou změnou chemické formy izotopu. Proto je následující výrok pouhým konstatováním už jasného stavu věcí;

„V případě radiometrických stáří, určených na základě téměř kterékoli horninové formace, je nemožné stanovit jednoznačně, že tato uváděná stáří odrážejí dobu původní krystalizace či původní stav hmoty, ze které jsou odvozeny“ (13).

*

Než budeme analyzovat skutečná data izotopů olovo/olovo, musíme se zmínit ještě o jednom problému s extrapolací dnešních rychlostí rozpadu. Radiometrická datovací metoda je v podstatě extrapolací hodnot vyplývajících z grafu na obrázku 2.

Známe-li rozpadovou konstantu skutečně přesně, lze považovat za docela přijatelnou extrapolaci v řádu jednoho či dvou tisíc let. Extrapolace v řádu 5 miliard let je však něco zcela jiného. Pět miliard let je pětmilionkrát víc než tisíc let. Proto když extrapolace na obrázku 2 vykazuje 2.5 cm, její pětimilionnásobek činí asi 125 km. Z toho jasně vyplývá, že čím dále promítáme dnešní hodnoty, tím spíše to bude úplně špatně.

4,5 miliardy let

Éra 4,5 miliardy let začala roku 1955 zveřejněním klasického článku Pattersona et al. (2). Navzdory varováním a skepsi doporučované autory je tato hodnota široce a nadšeně přijímána a je obvykle citována tak, jakoby důkazy, o které se opírá, byly pevné a nezpochybnitelné. Teorie 4,5 miliardy let se tak stala jakousi univerzální konstantou, podle které se kalibrují všechna ostatní data; a tak se stalo běžnou praxí předpokládat, že údaj, který neodpovídá této hodnotě, je buď špatný nebo nepoužitelný (3).

Teď se tedy zamysleme nad skutečnými daty olovo/olovo z rozsáhlých tabelací Faula (14) a Russella a Farquhara (15). Následující analýzu uvádí kniha Prehistorie a modely Země od Melvina Cooka (16). Na obrázku 3 jsou tato data znázorněna.

*

Olovo-206 a olovo-207 jsou známé dceřinné produkty rozpadu uranu-238 respektive uranu-235. Olovo-204, okrajový izotop běžného olova, nemá radioaktivního rodiče, a je považováno za olovo primordiální (původní). V tomto primordiálním olovu byly podle běžných představ přítomny také izotopy 206 a 207, jelikož neexistuje dostatek uranu, aby vysvětlil existenci veškerého dnešního olova. Kolik olova-206 a 207 však bylo na počátku přítomno, to nikdo neví, takže jakákoli čísla v tomto ohledu musí být založena na domněnkách.

S tím, jak nějaká uranová ruda stárne, stoupá poměr olova-206 k olovu-204 jakož i poměr olova-206 k olovu-207. Uvedené poměry pro četné olověné rudy jsou vyneseny na obrázku 3. Předpokládá se, že nejnižší poměry existovaly v rudách nejstarších, vytvořených na počátku, před několika miliardami let, a oddělených od dalšího radiogenního obohacování.

Vyšší poměry se vytvářejí tím, jak je olovo syceno stárnoucími uranovými rudními tělesy. Teoretické meze je u olova starého 4.5 miliardy let syceného neustále uranem dosaženo při poměru olova-206 k olovu-204 18.5, což je bráno jako současný poměr pro běžné olovo. Tuto mez je vidět na obr. 3 (16) jako horní hranici časoměrné zóny.

Jedna třetina olověných rud je považována za anomální (16, 17), jelikož mají negativní stáří, to znamená stáří jdoucí v některých případech několik miliard let do budoucnosti. Na obrázku 3 je to značeno jako zóna zkreslení. Svědčí to o tom, že plošná kontaminace a diferenciace z různých zdrojů olova způsobila u dnešních nalezišť olověných rud více než tisícinásobné obohacení (18).

Hlavním problémem je přitom fakt, že neexistuje vůbec žádná diskontinuita mezi výsledky ležícími v časoměrné zóně a výsledky ležícími v zóně zkreslení. Všechna data vykazují stejný rozptyl.

Jelikož neexistuje důvod, proč by zóna zkreslení neměla zasahovat do takzvané časoměrné zóny (kromě přesvědčení o 4.5 miliardách let), můžeme většinu dat vysvětlit jako důsledek historické geochemické proměny. A proto jsou nutně rudy ležící v časoměrné zóně stejně málo ukazatelem uplynulého času jako rudy ležící v zóně zkreslení.

Pravděpodobně tyto důkazy o rozsáhlém směšování v zóně zkreslení vedly Pattersona et al. (2) k tomu, že byli velmi kritičtí k metodě datování pomocí olověných rud. Napsali:

  • „Vzhledem k důkazům o rozsáhlém směšování by se zdálo, že je to v rozporu s fakty, abychom postulovali existenci rozdílů mezi zmrazenými poměry olovo/uran, které existovaly po miliardy let. Nároky na předpoklady v metodě datování pomocí olověných rud jsou tak extrémní, že je nepravděpodobné, že by tato metoda mohla poskytnout správné stáří.“

A tak to vzali z jiného konce. Odhadli stáří Země tak, že dosadili do Holmes-Houtermansovy rovnice poměry izotopů olova v jistých meteoritech. Zmíněná rovnice přitom vyžaduje stanovení primordiálních poměrů olova. Hodnoty, se kterými počítali, vycházely z poměrů izotopů olova pozorovaných u tří meteoritů.

Jelikož není dokázáno, že by meteority byly oněmi pradávnými nebeskými tělesy, jaké bychom si snad představovali (19), je udivující, že právě z nich by se mělo odvozovat složení primordiálního pozemského olova. A když už si odmyslíme tuhle nesnáz, je tu ještě skutečnost, že byly vybrány proto, že obsahují velmi málo uranu a thoria, a je proto nepravděpodobné, že by obsahovaly významné množství radiogenního olova. Je však ještě více zarážející, dovíme-li se, že poměry izotopů olova zvolené Pattersonem et al. (2) nejsou reprezentativní pro většinu meteoritů (20).

Poměry izotopů olova u většiny meteoritů se totiž podobají poměrům izotopů u dnešního běžného olova. Do roku 1972 bylo možno tuto skutečnost vysvětlovat tak, že to způsobila kontaminace radiogenním olovem z rozpadu uranu a thoria. Roku 1972 však Gale et al. (21) nade vši pochybnost dokázali, že v žádném případě neexistuje dostatek uranu a thoria na to, aby se pomocí nich vysvětlilo to, co se dříve nazývalo radiogenním olovem. A jelikož olovo v meteoritech už nemůžeme připisovat rozpadu uranu/thoria, lze ho zřejmě rovněž považovat za olovo primordiální (původní).

Proto tedy, vzhledem k tomu, že poměry izotopů olova u většiny meteoritů jsou totožné s poměry izotopů dnešního běžného olova, a lze o nich též soudit, že představují olovo primordiální, chronologie počítající se stářím v miliardách let bere za své.

Pro případ, že by někdo chtěl ignorovat význam zmíněných výsledků, ozřejmí jejich důležitost několik vět z Gale et al. (21):

  • „…ještě neproniklo do širšího povědomí (kromě pracovníků, kteří jsou přímo specializováni na geochronologii či meteoritiku), že měřeno moderními standardy je meteoritická izochrona olovo-olovo stanovena jen velmi přibližně“.
  • „Tato práce poprvé jednoznačně ukazuje, že evoluce uran/olovo v meteoritech představuje skutečný problém v tom smyslu, že ve všech zmíněných meteoritech nenacházíme dostatek uranu pro vysvětlení složení izotopů olova.“
  • „Z naší práce tedy vyplývá, že celé klasické pojetí dat o izotopech meteoritického olova je sporné a že radiometrické odhady stáří Země jsou v sázce“.

Prostě řečeno, radiometrické odhady stáří země postrádají reálné základy.

Konkordantní data

Někdo může namítnout, že i když má radiometrické datování pár problémů, velký balík konkordantních dat založených na různých izotopech svědčí o tom, že naměřená stáří přece jen řádově odpovídají. Ovšem ve skutečnosti žádný velký balík konkordantních dat neexistuje. Existuje velký balík diskordantních dat, ale konkordantních dat je poskrovnu. Roku 1955 se konalo sympozium o radiometrickém datování, ze kterého vznikl tento závěr (22):

  • „Asi nejznámějšími technikami radioaktivního ´datování´ jsou techniky geochemické; z několika známých datovacích metod založených na radioaktivitě se však jen datování pomocí C-14 vyvinulo do takové dokonalosti, kdy poskytuje dlouhodobě spolehlivá data. Nerostná stáří vyčtená z izotopových poměrů jako jsou například Pb-206/U-238, Pb-207/U-235 a Pb-207/Pb-206 obvykle spolehlivá nejsou.“

Ani roku 1965 nevypadala situace růžověji (23):

  • „Pan Webster Smith…považoval atomovou datovací metodu (kromě oné založené na uhlíku) za stále velmi spekulativní, zejména pokud jde o starší horniny, protože tam dostáváme celkem běžně diskordantní a dokonce absurdní výsledky. Byly zaznamenány případy žul, které byly atomově starší než jiné žuly, do kterých intrudovaly…argonu bylo zase příliš málo či chyběl úplně, jinde ho zase bylo dokonce příliš mnoho; v takových případech autor své hodnoty prostě ´zkorigoval na přijatelné´“.

Ani do roku 1976 nedošlo v celé problematice k vyjasnění, jak dokládá i následující citát z nejrenomovanější vědecké příručky, Encyclopedia Britannica (24):

  • „Z podobných zkoušek nám vychází bohužel všeobecně pochmurná perspektiva pro lidi hledající chronometrický nástroj…Zkušenost ukazuje, že s výjimkou nerostu smolince se zbylá tři stáří uran-thorium-olovo téměř vždy liší.“

Tam, kde je možné srovnání, vychází stáří rubidium/stroncium obvykle mnohem vyšší než stáří uran/olovo nebo stáří olovo/olovo (25). Stáří draslík/argon je rovněž většinou odlišné od jiných izotopických stáří. Cook (26) zdůrazňuje, že existuje asi desetkrát víc stroncia-87, než by mohlo vzniknout pouhým rozpadem rubidia-87, i kdyby snad Země byla stará 4.5 miliardy let. To znamená, že asi 90% stroncia-87 musí být primordiálních, i kdyby se rubidium-87 rozpadalo celých 4.5 miliardy let. Podobně bylo prokázáno, že vůbec neexistuje dostatek draslíku-40, aby se vysvětlil všechen argon-40 (27). Proto se zdá docela pravděpodobné, že stroncium-87 a argon-40 považované za radiogenní jsou ve skutečnosti primordiální. Jakýkoli pokles předpokládaného množství radiogenní složky však zkracuje geologický čas.

Selektivní zveřejňování dat

Má tedy vlastně hrubá korelace mezi některými radiometrickými daty a stářími připisovanými geologické stupnici vůbec nějakou vypovídací hodnotu? Není obtížné očekávat výsledky, které se nějak aspoň zhruba shodují, zveřejňují-li se selektivně jen „přijatelná data“, a je-li pomíjena celá záplava dat diskordantních. Uznává se otevřeně, že toto je běžnou praxí:

  • „Obecně vzato se předpokládá, že data ve „správných mantinelech“ jsou správná, a ta jsou zveřejňována, zatímco data anomální jsou zveřejňována zřídka, a ani různé rozpory nejsou uspokojivě vysvětlovány“ (26)
  • „Jedno nezveřejněné autorovo dílo o silurských břidlicích z Pembrokeshire a z Welsh Borderlands prokázalo, že podobné horniny mohou vygenerovat izochrony udávající stáří podstatně nižší než činí doba sedimentace připisovaná jim na základě záznamu fosilní fauny“ (29)
  • „V konvenčních výkladech dat o stáří zjištěných metodou K/Ar se běžně vypouštějí stáří buď podstatně vyšší nebo podstatně nižší ve srovnání se zbytkem skupiny nebo s jinými daty, která jsou k dispozici, třeba s geologickou časovou stupnicí. A nesoulad mezi daty zavrženými a daty akceptovanými je pak svévolně připisován nadbytku či ztrátě argonu“ (30).

Následující citát z Houtermanse (31) ukazuje dostatečně tlak přizpůsobit se přijímané časové stupnici:

  • „Někdy přijmou klasičtí geologové data získaná z radioaktivních metod s nadšením, někdy, odporují-li tato data hypotézám, které předtím zformulovali, dojdou k závěru, že užitečnost radioaktivních metod pro měření stáří není vůbec žádná.“

V nedávném článku v Science nazvaném „Časoměřiči sluneční soustavy“ (32) je citován vůdčí odborník na datování hornin, Wasserburgera:

  • „Stavíme novou generaci vzdušných zámků a mýtů, aby si příští generace měla s čím hrát.“

To je naprosto realistické zhodnocení radiometrických metod datování hornin, a seriózní chronologové by měli produkovat něco víc než vzdušné zámky.

Henry Faul v knize Ages of Rocks, Planets and Stars (Stáří hornin, planet a hvězd – 33) konstatoval:

  • „Mnoho poučného o původu a historii rud může sice geolog zjistit, vyloží-li rozumně data o izotopovém složení olova, ale z nesprávných apriorních předpokladů mohou vzniknout kolosálně nesprávné koncepce.“

Klíčové slovo použité Faulem je „rozumně“, a v kontextu implikuje interpretaci v souladu s akceptovanou geologickou stupnicí. Předpoklad vysokého stáří ovšem celou interpretaci dat ovlivňuje a určitě může vést k ohromným omylům, z nichž ten nejkřiklavější je široce propagovaný názor, že na základě radiometrického datování jsme bezpečně zjistili, že stáří Země je 4.5 miliardy let.

Poděkování

Autorovi hodně pomohla technická monografie ICR o radiometrickém datování od prof. H. Slushera, a rozsáhlá bibliografie relevantní literatury uvedená J. Woodmorappem v CRS Quarterly (34). Děkuje také za cenný materiál poskytnutý mu v korespondenci s doktory R. Kofahlem, J. Readem a H. Slusherem.

Odkazy

1. Faul, H., Nuclear Geology, John Wiley & Sons Inc., New York, p. 257, 1954.
2. Patterson, C., Tilton, G. and Inghram, M., Science 121:69, 1955.
3. The outstanding example of this is the rejection of all geochronometers that indicate a significantly younger age than 4.5 b.y,
4. Faul, ref. 1, p. 18.
5. Dudley, H.C., The Morality of Nuclear Planning, Kronos Press in association with the centres of Interdisciplinary Studies, Glassboro State College, Glassboro, New Jersey, p. 61, 1976.
6. Dudley, H.C., Chem. and Eng. News, p. 2, 7 April 1975.
7. Read, J., Chem. and Eng. News, p. 5, 14 July 1975.
8. Pauling, L., ibid.
9. Emery, C.T., Ann. Rev. Nuclear Science 22:165, 1972.
10. Anderson, J.L., J. Phys. Chem. 76:3603, 1972.
11. Anderson, J.L. and Spangler, C.W., J. Phys. Chem. 77:3114, 1973..
12. Hahn. H,-P., Born, H.-J. and Kim, J.I., Radiochimica Acta 23:23, 1976.
13. Barton Jr, I.M., Canad. J. Earth Sciences 14:1641, 1977.
14. Faul, ref. 1, p. 264.
15. Russell, R.D. and Farquhar, R.M., Lead Isotopes in Geology, Interscience Publishers, New York, 1960.
16. Cook, M.A., Prehistory and Earth Models, Max Parrish, London, p. 44, 1966.
17. Faul, ref. 1, p. 298.
18. Cook, ref. 16, p. 37.
19. Faul, H., Ages of Rocks, Planets and Stars, McGraw-Hill Book Co., p. 75, 1966.
20. Faul, ref. 19, p. 74.
21. Gale. N.H., Arden, J. and Hutchison, R., Nature Phys. Science 240:57, 1972.
22. Summary of an Amer. Chem. Soc. symposium, Chem. and Eng, News, p. 330, 23 January 1956.
23. Sabine, P.A. and Watson, J.J., Geol. Soc. London 12:525, 1965
24. Encyclopedia Britannica, Vol. 5, p. 505, 1976.
25. Faul, ref. 1, p. 256.
26. Cook, ref. 16, p. 64.
27. Cook, ref. 16, p. 66.
28. Mauger, R.L., Contributions to Geology 15:37, 1977.
29. Bath, A.H., J. Geolog. Soc. London 130:570, 1974.
30. Hayalsu, A., Canad. J. Earth Sciences 16:974, 1979.
31. Houtermans, F.G., The Physical Principles of Geochronology, Colloques Internationaux du Centre National de la Recherche Scientifique No. 151, p. 242, 1966.
32. Science, p. 55, May/June 1980. What is not said in this article is that other ages ranging from 2 to 28 b.y. have been obtained.
33. Faul, ref. 19, p. 69.
34. Woodmorappe, J., Creation Research Society Quarterly 16:102, 1979.
35. Rozpadové konstanty by se musely odchylovat o mnohem více než 4%, aby to zásadně ovlivnilo radiometrické datování, kdyby byla rozpadová konstanta jedinou neznámou. Avšak fakt, že rozpadové konstanty nebyly měřeny pro období sto let, spolu s faktem, že fenoménu radioaktivního rozpadu ještě zcela nerozumíme, svědčí o tom, jaký nezvyklý předpoklad musí stát za extrapolací těchto „konstant“ pro období deseti tisíc let, neřkuli milionů let.

Komentujte

Please Přihlásit to comment
  Subscribe  
Upozornit na