Zirkony a difúze helia

pavelkabrt Stáří Země a vesmíru Napsat komentář

Russ Humphreys odmítá falešná tvrzení Joea Meerta o difúzi hélia

Úvod Jonathana Sarfatiho, přeložil M. T. – 7/2008 z www.answersingenesis.org

AiG (a jiné renomované organizace, jako třeba ICR) produkují a distribuují široké spektrum materiálů na různá témata a s různým stupněm obtížnosti, aby vyhověly širokému spektru čtenářů. Všechny jsou však zaměřeny na obranu Bible hned od počátku a na odmítání kritiků (http://www.answersingenesis.org/home/area/faq/critics.asp#flatearth). Přirozeně, mnoho z toho vzbuzuje hněv biblioskeptiků – nepatrné menšiny lidí, která se nesnaží přijít na kloub tomu, co říkáme.

Některá literatura, kterou máme v zásobě, je velmi odborná, drží krok s nejnovějšími poznatky výzkumu. To však s sebou přináší riziko povolání, kvůli své vysoce odborné povaze, a sice fakt, že někteří kritici více tendují k tomu pokoušet se obalamutit lidi svou zápornou kritikou. Proto vysoce kvalifikovaným kreacionistům pomáhá, když odmítnou antikreacionisty a dají tak kreacionistickým laikům nějaké argumenty a vědomí, že antikreacionistů by se neměli bát.

Jednou z nejodbornějších knih, kterou máme na skladě, je titul Radioizotopy a stáří Země (R. A. T. E.), kde kreacionističtí doktoři geologie a fyziky poskytují rozumná řešení oponující oblíbenému argumentu evolucionistů o „dlouhých obdobích“, totiž radiometrickému datování (http://www.answersingenesis.org/home/area/faq/dating.asp). Takže nepřekvapuje, že naše kniha se stala cílem některých antikreacionistů, kteří mají za to, že věci rozumí lépe. Jak však ukážeme, aniž by dokázali kreacionistům omyly, mýlí se právě antikreacionisté!

Než však přejdeme ke konkrétním analýzám, je pro dobro čtenářů neobeznámených s problematikou i pro připomenutí čtenářům zkušeným vhodné podat zprávu o některých pojmech vztahujících se ke stáří Země.

Jak u něčeho určíme stáří

Bibličtí kreacionisté věří, že nejlepší cestou ke zjištění stáří Země je svědectví očitých svědků zaznamenané v Genezi. V procesu před soudem má očité svědectví o tom, že podezřelý nebyl na místě činu, větší váhu než nepřímé důkazy, a neexistuje spolehlivější očité svědectví než je svědectví vševědoucího Tvůrce. Kreacionisté též zdůraznili, že „vědecké“ metody jsou omezené pokud jde o prokázání minulých událostí, protože jsou založeny na příliš mnoha nedokazatelných domněnkách. Proto by bylo pošetilé užívat kterékoli z těchto nepřímých důkazů jako fakta, jež by měla snad mít přednost před jasným výkladem obsaženým v Bibli. Bohužel mnoho křesťanů tak činí, hlavně tzv. progresívní kreacionisté a teističtí evolucionisté.

Boj s nepřítelem jeho vlastními zbraněmi

V Q&A (www.answersingenesis.org) jsme však zveřejnili mnoho článků o tzv. vědeckých důkazech. Účelem článků je pak porazit nepřátelský věroučný systém (2.Kor. 10:4-5) tak, že proti němu obrátíme jeho vlastní axiomy. Jedná se o formu argumentace dobře známou logikům a zvanou reductio ad absurdum, tj. ukázání, že premisa je nesprávná tak, že demonstrujeme, že má za následek absurdní závěr. Jde o techniku, kterou mohou křesťané velmi účinně využívat, a užíval ji jako i mnoho dalších druhů logických argumentů i sám Ježíš. Mnohé výroky antikřesťanů se mohou na první pohled zdát rozumné, ale když kterýkoli z těchto výroků rozvineme, popře se sám, např.:

  • „Pravda neexistuje“ – to by znamenalo, že ani tato věta není pravdivá.
  • „Nikdy nevíme nic jistě“ – tak jak bychom mohli vědět jistě tohle?
  • „Výrok má smysl jedině tehdy, je-li buď nutnou logickou pravdou či pokud může být ověřen empiricky“ (kdysi populární verifikační kritérium pro smysl
  • „logických pozitivistů“) – tento výrok sám není ani nutnou logickou pravdou ani nemůže být ověřen empiricky, takže je nesmyslný podle svých vlastních kritérií.
  • „Neexistují morální imperativy, takže bychom měli být tolerantní k morálce druhých lidí“ – avšak ono „měli bychom“ implikuje morální imperativ o tom, že tolerance je dobrá věc.

Evolucionisté vycházejí ze zásady někdy nazývané uniformitarianismus:

  • „přítomnost je klíčem k minulosti“. Tohle je přesně charakteristické pro „posměvače“, které prorokuje 2. list Petrův 3: „Od té doby, co zesnuli otcové, všecko zůstává tak, jak to bylo od počátku stvoření.“ Petr odhaluje obrovskou formální chybu uniformitarianistických posměvačů: jsou „dobrovolně lhostejní“ ke speciálnímu stvoření Bohem a katastrofální celosvětové (a fosilie tvořící) Potopě.

Články v Q&A: Důkazy o mladé Zemi ukazují, že vlastní axiom uniformitarianismu, který evolucionisté prosazují, vede k závěrům odporujícím jejich postulátům o miliardách let. Chtějí-li popřít závěry našich článků, musí opustit svůj axiom, aby toho dosáhli. V tom je celý vtip.

(Poz.: termín uniformitarianista či uniformista je prakticky roven termínu evolucionista a souvisí s vírou v milionová a miliardová stáří světa.)

Tři hlavní poučky

Ateisté nemají základnu pro víru v neměnnost přírody, jež umožňuje vědecké bádání, zatímco křesťané mají základnu v Bohu Stvořiteli Bible.

Ateisté určitě nemají základnu pro víru v rigidní neměnnost minulosti, jež ani nemá tu přednost, že by byla přístupná opakovatelným testům.

Jelikož mají tuto víru, je pro křesťany legitimní ukazovat, že vede k závěrům, jež odporují víře v dlouhá období.

Argument Dr. Humphreye o héliu

Hélium a stáří Země

Procesy kolem hélia jsou jedním z takových argumentů, jež kreacionisté dlouho užívají
í(viz http://www.answersingenesis.org/creation/v20/i3/old_earth.asp). Například předpoklad, že hélium z radioaktivity má dostatek času k úniku ze zemské kůry do atmosféry, bereme-li v úvahu to, jak rychle uniká, a jeho množství v atmosféře, to jsou všechno typické uniformitarianistické „datovací“ procedury. Ale i když poskytneme evolucionistům sebeštědřejší předpokládané hodnoty, existuje stále příliš málo hélia na to, aby to odpovídalo stáří mnoha miliard let. Množství hélia spíše odpovídá jakémukoli stáří pod 2 milióny let.

Méně známá je skutečnost, že hélium je produkováno radioaktivním rozpadem a je zachycováno v horninách, například v krystalech nerostů zvaných zirkony. Hélium je však velmi malým a téměř úplně nereaktivním atomem, a je známo, že difunduje rychle do mnoha nerostů. Nacházíme ho však tolik moc zadrženého, že mělo zřejmě příliš málo času na to, aby uniklo. Až donedávna však neexistovala jednoznačná data pro difúzi hélia v zirkonech, takže jsme nemohli potvrdit svůj dojem.

Důkazy zrychleného radioaktivního rozpadu

V nedávné době ukázal projekt RATE, vedený Dr. Russellem Humphreysem, jaderným fyzikem, který pracoval v Národních laboratořích Sandia a nyní pracuje pro ICR, několik faktů o některých zirkonech (viz souhrnný článek Radioaktivní rozpad: důkazy mladého světa – http://www.icr.org/index.php?module=articles&action=view&ID=302):

∎ Při současných rychlostech musel rozpad probíhat 1.5 miliardy let.

∎ Velké množství hélia, až 58 %, je stále v krystalech,

∎ avšak, jak ukazují nové pokusy RATE (potvrzované nově zveřejněnými daty z jiných laboratoří), hélium difunduje ze zirkonu tak rychle, že by bylo mělo zmizet za pouhých 100 000 let. Ony velké objemy, jež pozorujeme, odpovídají pouhým 4 000 až 14 000 letům difúze.

Proto muselo k rozpadu, který vyprodukoval hélium, dojít v tomto časovém rámci. Jak však potom mohlo být vyprodukováno a nashromážděno tolik hélia za tak krátký čas? Nejlepší odpovědí se zdá být předpoklad zrychleného jaderného rozpadu, patrně během týdne Stvoření či během roku Potopy, anebo během obou událostí.

Pokud by se byl jaderný rozpad zrychloval i v minulosti, pak to samozřejmě pohřbívá jeden z klíčových předpokladů radiometrického datování, tj. fakt, že rychlost rozpadu je konstantní. Toto však není jediný důkaz pro zrychlený jaderný rozpad, jak dokazuje kniha RATE i jiná nová data.

∎ Máme důkazy značného rozpadu uranu-238 a jeho dceřinných prvků, jež produkují vyzrálá multikruhová radiohala ve fanerozoických horninách, ačkoli nové důkazy pomocí uhlíku-14 ukazují, že tyhle horniny se vytvořily před tisíci, nikoli milióny let (viz články Co je to radiometrické datování? Je přesné? – http://www.answersingenesis.org/home/area/faq/dating.asp)

Toto je v souladu s událostí rychlého rozpadu během Potopy Geneze.

radiohalo = halo (světelný kroužek) obvykle mikroskopických rozměrů v nerostu či hornině vyprodukované radioaktivním vyzařováním přimíšeného malého zrnka nějakého jiného nerostu.

fanerozoikum = souborný název pro paleozoikum, mezozoikum a kenozoikum dohromady.

∎ Existuje vysoká korelace horkých proudů na zemský povrch s koncentrací radioaktivních izotopů, což je v souladu s pulzací zrychleného rozpadu během roku Potopy, která vyprodukovala žár, který neměl čas se rozptýlit.

pulzační hypotéza = spojuje přednosti kontrakční a expanzní hypotézy kompromisní představou, že v historii vývoje Země se střídají období rozehřívání a tavení s obdobími ochlazování a tuhnutí podkorových hmot, že se tedy střídají periody expanze a kontrakce.

Existují teoretické možnosti, jak vyprodukovat zrychlený rozpad, např. malá změna v základních konstantách či tvaru jaderného potenciálu může mít snadno značný účinek na rychlost rozpadu (avšak malý účinek na průměr radiohala).

V laboratorních podmínkách byl též pozorován miliardnásobný vzrůst (http://www.answersingenesis.org/tj/v15/i2/acceleration.asp). Šlo přitom o rozpad beta, kdy jádro vyzáří elektron. K obrovskému nárůstu došlo, když bylo jádro zcela odhaleno tak, že byly atomu odebrány všechny elektrony.

Meertův útok

Dr. Joseph G. („Joe“) Meert je výmluvný antikreacionista aktivní na Internetu, který sám sebe zcela jistě hodnotil jako ateistu, kterými většina propagátorů evoluce je (viz Kdo je kdo mezi evolucionisty – http://www.answersingenesis.org/creation/v20/i1/evolutionists.asp; dodatečná poznámka: informoval nás, že ´zatímco jsem se snad kdysi považoval za ateistu, už to není přesné označení´, a ´Můžete mne počítat k „agnostikům“, o nichž věřím, že jde do budoucna o pozici, kterou nelze obhájit´, i když v praktickém ohledu se tyto postoje příliš neliší).

Meert je typickým antikreacionistickým akademikem, jenž se odvážil mimo svůj vlastní obor (je zastupujícím profesorem v oddělení geologie univerzity Florida v Gainsville, specializujícím se na paleomagnetismus) a používá argumentů na základě vlastní autority (viz též Agitátor – http://www.answersingenesis.org/news/indoctrinator.asp a Další nesmysly profesora Plimera – http://www.answersingenesis.org/articles/web/2001/04/06/more-nonsense). Například na stránkách časopisu Amazon book reviews kritizoval knihu Leeho Spethera Nikoli náhodou, ale prokázal, že není schopen (či ochoten) pochopit prostou skutečnost, že evoluce od bakterie k člověku vyžaduje změny, které zvyšují informaci, ne pouze schopnost přežít.

A podobně jako mnoho antikreacionistů známých jako rétoričtí ateisté (i když nyní říká , že ustoupil z pozic otevřeného ateismu) Meert nezakrývá, že se stará o to, jak kreace prý škodí křesťanství a překrucuje Bibli, např. v článku v Amazon reviews z Knihy odpovědí (http://www.amazon.com/review/product/0890511616/ref=cm_cr_pr_redirect/10…). Dr Meert dokonce zhodnotil knihu samotného Dr. Humphreyse Svit hvězd a čas. Ale Meert prostě prokázal, že nemá nejmenší ponětí o kosmologických principech, o nichž kniha píše, protože se ani nepokusil vyrovnat se s meritem věci. Místo toho sáhl k hrubým útokům, a opět skrýval svou antikřesťanskou bigotnost za předstíráním, že není nic apologeticky špatného na teorii staré Země. (Pozn. redakce: později se pokusil nás ujistit o tom, že není antikřesťansky zaměřen. Ale nám stále uniká, jak by to bylo slučitelné s někým, kdo tráví tolik času a spotřebovává tolik energie na útoky na všechno, co Ježíš učil. Například Jeho výslovný výrok o tom , že „Písmo nemůže být zrušeno“ (Jan 10:35); a citace Geneze coby jasného vylíčení dějinných událostí, včetně víry, že Adam a Eva existovali „od počátku Stvoření“, nikoli teprve za pár miliard let (Marek 10:6), a že k Potopě a stavbě Archy skutečně došlo (Lukáš 17:26-27)).

V tomto případě, opět podobně jako mnoho jiných antikreacionistů, Meert vážně podceňuje opozici. To jej přivádí do potíží, když čelí kreacionistovi, jenž mnohem lépe rozumí konkrétnímu problému. (Pozn. redakce: v pozdějším e-mailu bezděky poskytl ještě více důkazů této běžné antikreacionistické tendence, když se odvážil ještě dále ze své specializace a pustil se do oblasti vědy o Bibli. Např. zkoušel argumentovat stylem venkovského balíka – ateisty o předpokládané nejistotě ohledně Kánonu (na což odpovídají články v Bibli Q & A – http://www.answersingenesis.org/home/area/faq/bible.asp) a předpokládaných rozporech v Bibli ohledně podmínek spásy, což nás udivilo a zajímalo nás, zda na tyto námitky narazil v patetické antikřesťanské knize, kterou zde odmítáme – http://www.tektonics.org/lp/martincac2.html).

Z webové stránky Josepha Meerta (poslední informace z 10. 10. 2002):

Skupina RATE nyní tvrdí, že má „důkaz“ toho, že Země musí být méně než 14 000 let stará, jelikož k zadržení hélia v zirkonech dochází snadno kolem –190 C (sic).
(http://www.icr.org/article/302). Bohužel, tohle je příklad nízkého vzdělání vědců ve skupině ICR. Citovaný Reinersův článek (2002 Tectonophysics) ve skutečnosti uvádí teploty difúze (sic) pro zirkony v řádu +190 C !! Zdá se, že do triumfálních názorů ICR vklouzla chybička v přepisu. Skutečná data, jako obvykle, svědčí o něčem jiném.
(http:// gondwanaresearch.com/(rate.htm)

Humphreysova odpověď Meertovi (22. 10. 2002):

Milý profesore Meerte:

Děkuji Vám za Vaši zpětnou vazbu na ICR z 18. 10. 2002 o mém článku v Impactu č. 352 „Jaderný rozpad: Důkaz pro mladý svět“, udávající, že jsem udělal trapnou chybu. Také Vám děkuji za podobný komentář na webu (nahoře) ohledně této věci. Děkuji Vám, protože nechci, aby ani antikreacionista nebyl obětí takových vážných nedorozumění ohledně práce RATE, a vítám příležitost k uvedení zprávy na pravou míru. Udělal jste tři zásadní chyby, když jste si myslel, že:

1. mých „196 °C pod nulou“ je závěrovou teplotou, že

2. závěrové teploty jsou důležité pro tuhle situaci, a že

3. kreační vědci, kteří zkoumali po mnoho let tenhle problém, jsou pořádně slepí na to, aby jim jen tak uteklo něco, o čem jste byl přesvědčen, že ale Vy můžete pochopit okamžitě po přečtení krátkého laického souhrnu celé práce.

Zde rozeberu jednotlivé položky:

1. Různé teploty. Oněch +190 °C citovaných Reinersem et al. je závěrovou teplotou nevadských zirkonů, které studovali. (Vaše formulace „teplota difúze“ je nepřesná)

(Pro lepší pochopení ostatních čtenářů tohoto článku: závěrová teplota (v tomto případě) je bodem, na němž chladnoucí zirkon přestává uvolňovat hélium (rozptylem, difúzí) tak rychle, jak jej produkuje jaderný rozpad uvnitř zirkonu. Níže jsem předběžně otiskl výňatek z našeho technického článku popisujícího celou věc podrobněji).

Avšak oněch –196 °C, jež jsem zmínil v článku v Impactu, je tím, co zde budu nazývat zádržnou teplotou. Jde o teplotu, při níž by zirkony z Jemez měly dostatečně nízké rychlosti difúze na to, aby udržely pozorovaná velká množství hélia po 1.5 miliardy let. V článku jsem tvrdil zhruba toto:

„Po většinu udávané doby (1.5 miliardy let) by zirkony musely být tak chladné jako tekutý dusík (196 °C pod nulou), aby udržely pozorované množství hélia.“

Problémem pro uniformitariány je fakt, že zirkony z Jemez byly horké v rozmezí +100 °C a +300 °C. Tyhle teploty jsou mnohem vyšší než je „zádržná teplota“, kterou jsem shora definoval. Protože se rychlosti difúze zvyšují s teplotou (jak jsem popsal), byly teploty difúze těchto horkých zirkonů tak vysoké, že nemohly zadržet velká množství hélia po údajných 1.5 miliardy let.

Takže oněch Reinersových +190 °C nemá nic společného s oněmi –196 °C z mého článku. Jistou známkou toho je fakt, že moje odvolávka na Reinerse se objevila o několik vět dříve než zmínka o teplotě, kterou zpochybňujete. Všimněte si též, že jste nepřesně citoval mých „196“ jako „190“. Tento rozdíl by Vás byl měl upozornit na to, že moje číslo vůbec nepocházelo z Reinersova článku.

Odkaz 8 z našeho článku (na knihu RATE) objasňuje hlavní myšlenky celého projektu. Prostudoval jste tuhle knihu? Patrně nikoli, protože by Vám byla zabránila v nepochopení celého problému.

2. Závěrová teplota není důležitá. Nepochopil jste moje tvrzení, protože jste nepochopil koncept závěrové teploty. Myslel jste si, že zirkony pod onou teplotou by zůstaly uzavřeným systémem. To je chyba! Viz předtištěnou pasáž níže pro pochopení proč. I kdyby byly zirkony z Jemez přešly pod závěrovou teplotu, podle uniformitariánského scénáře by se byly znovu otevřely během pár desítek let až na několika tisíc let po uzávěru. Po novém otevření by byly opět systémem otevřeným, a opět by ztrácely hélium tak rychle, jak je jaderný rozpad generoval po většinu z údajných 1.5 miliardy let. Dnes by byly zirkony zadržovaly méně než 0.0002 % hélia, místo oněch (až) 58 % pozorovaných.

3. Kdo je tady slepý? Každý vzdělaný člověk (dokonce i kreacionista) ví, že nitro Země je horké. I letmý pohled na Reinersův článek či do jiné literatury o termochronometrii by ukázal, že geofyzikální závěrové teploty jsou kladné. Vy jste však předpokládal, že jsem ignoroval takový základní fakt, špatně vyložil Reinersovu teplotu, a neporozuměl jejímu znaménku ani velikosti. Ba co víc, předpokládal jste, že všichni mí kolegové včetně dvou geologů a jednoho geofyzika přehlédli tak zřetelný omyl. Tato neuvěřitelná úroveň neznalosti, kterou nám přisuzujete, je však pouhým produktem Vaší představivosti. A dovedlo Vás to k Vašim shora zmíněným faux pas.

Ze své vlastní zkušenosti bývalého ateisty a evolucionisty si myslím, že si dovedu představit, jak nás asi vnímáte. Článkem víry mezi antikreacionisty je poučka, že kreacionisté jsou tak zaslepeni svými náboženskými představami, že vůbec nemohou dělat seriózní vědu. Zamyslet se nad jinou možností výkladu by pro Vás znamenalo otevření obrovských sporů s Vaším světovým názorem. Setkáte-li se s něčím, čemu v našich materiálech nerozumíte či se to liší od toho, co Vám řekly většinové akademické autority, Vaší automatickou reakcí je předpoklad, že se kreacionisté musí mýlit. Zdá se, že jste se nikdy nezeptal sám sebe, zda byste to nemohl být právě Vy, kdo je příčinou nedorozumění.

To může být také důvodem toho, proč jste kritizoval projekt RATE, aniž jste přečetl jeho odbornou knihu. Ta dává odpověď nejen na Vaše nedorozumění s héliem, nýbrž dotýká se i všech problémů, jež otvíráte na své webové stránce, jako je třeba teplota při radioaktivitě. Snad jste si myslel , že námaha spojená s prostudováním téměř 700 stran vysoce odborného textu by se Vám nevyplatila. Co by Vás také takový kreacionista mohl naučit? Nebo jste se snad v hloubi srdce rozhodl nevystavovat se důkazům o tom, že kreacionisté mohou také dělat dobrou vědu, nebo že Váš světový názor snad není správný.

Ironií – zejména patrnou pro nás, kdo jsme změnili světový názor – je fakt, že víra v naturalistickou uniformitu a neomylnost akademických funkcionářů Vás zaslepila natolik, že nevnímáte důkazy ani nepřipouštíte možnost, že kreacionisté mohou dělat dobrou vědu. Ve skutečnosti je Vaše zcestné pojímání kreace a kreacionistů karikaturou, strašákem v zelí, který stojí mezi Vámi a správným pohledem na svět a Boha. Tohle je jedna z metod, které Boží nepřítel užívá, aby pomáhal lidem k zaslepenosti, jak napsal apoštol Pavel ve 2. listě Korintským 4:3,4:

„Je-li naše evangelium zahaleno, je zahaleno těm, kteří spějí k záhubě. Bůh tohoto světa oslepil jejich nevěřící mysl, aby jim nevzešlo světlo evangelia slávy Kristovy, slávy toho, který je obrazem Božím.“

Přetisk sekce 10 odborné přednášky zmíněné v odkazu 10 článku v ICR Impact:

10. „Závěrová teplota“ uniformitariánům nepomáhá

Někteří uniformitariáni se pokoušejí zneužívat pojem závěrová teplota (z geofyzikálních věd) k tvrzení, že zirkony pod onou teplotou jsou trvale uzavřenými systémy neztrácejícími žádné významné množství hélia difúzí. Nechtějí pochopit, že i hodně pod onou teplotou se zirkony mohou opět otevřít a ztratit velké množství hélia. Vysvětlujeme zde problémy závěrové teploty i znovuotvírání a ukazujeme, že v uniformitariánském scénáři by se granodioritové zirkony z Jemez znovu otevřely brzy ve své historii.

Představte si horký zirkon chladnoucí v nově vytvářené žule. Je-li rychlost chladnutí konstantní, pak seminární článek Martina Dodsona (19) o závěrové teplotě ukazuje, že koeficient difúze D (hélia unikajícího ze zirkonu) klesá exponenciálně s časovou konstantou T danou vzorcem:

Zirkony a difúze heliaZirkony a difúze helia (19)

kde T je absolutní teplota, dT/dt je rychlost ochlazování, R je plynová konstanta a E0 je aktivační energie ve „vnitřní“ oblasti (sekce 3).

granodiorit = hlubinné horniny na přechodu mezi žulou a tonalitem, které obsahují plagioklas i draselný živec, přičemž plagioklas je v převaze nad draselným živcem. Akcesorickým – příměsným nerostem je zde zirkon.

zirkon = ZrSiO4, čtverečný nerost, bývá metamiktní. Tvoří dlouze až krátce prizmatické krystaly, často omezené dipyramidami, výjimečně přes 30 cm dlouhé, obvykle je mikroskopické velikosti. Je typickou akcesorií kyselejších typů intruzív, hlavně alaskitů, žul a granodioritů, syenitů a nefelinických syenitů. Je častý v pegmatitech, pegmatitoidech a karbonatitech, bývá metamiktní, se zvýšeným podílem radioaktivních elementů. Zřejmě převážně hybridního původu je v čedičích ve společnosti korundu, méně častý je v metam. horninách. Velmi značně se může hromadit v mořských náplavech. (poz. překladatel)

V uniformitariánském scénáři produkuje jaderný rozpad hélium téměř stálou rychlostí. Na počátku, kdy je zirkon velmi horký, difunduje hélium z krystalu tak rychle, jak je jaderný rozpad produkuje. Jak však zirkon chladne, dosáhne nakonec teploty, při níž jsou rychlosti ztráty i produkce stejné. Tahle skutečnost je v podstatě tím, co měl na mysli Dodson, když užil pojmu „závěrová“ teplota. Ukázal, že v tomto případě, při stálé rychlosti ochlazování, je závěrová teplota Tc

Zirkony a difúze heliaZirkony a difúze helia (20)

kde A je nekonečně malou konstantou (55 pro kouli), D0 je čára nekonečné teploty na obr. 4 (a), a je efektivní poloměr krystalu, a T je konstanta doby difúze daná rovnicí (19). Jelikož T závisí na rychlosti ochlazování, předpokládají geofyzikové určitou konvenční rychlost ochlazování (většinou 10 °C za milión let), když specifikují závěrovou teplotu.

Zirkony a difúze heliaZirkony a difúze helia

Obr. 8 Uzavření a znovuotevření
zirkonu. Vytečkovaná plocha obsa-
huje základní údaje z Obr. 1 dle
Dodsona.

Za předpokladu uvedené rychlosti ochlazování by se závěrová teplota granodioritových zirkonů z Jemez pohybovala mezi +120 °C a +140 °C.

Když zirkon zchladne pod závěrovou teplotu, začne se v něm hromadit hélium, jak ukazuje obr. 8. Později, když se teplota ustálí na teplotě okolní horniny, stává se koeficient difúze D konstantním. (Problém změn dlouhodobých teplot lze analyzovat obtížněji, avšak ke znovuotvírání bude docházet stále.) Jak množství hélia v zirkonu roste, říkají nám Fickovy zákony difúze (sekce 3), že ztrátová rychlost se rovněž zvýší. Nakonec, i když hodně pod závěrovou teplotou, se rychlost ztrát přiblíží rychlosti produkce, což je jev, který nazýváme „znovuotvírání“ zirkonu. Posléze se množství hélia v zirkonu ustálí na stabilní hodnotě, kterou jsme v rovnici (16) označili Q. Poté bude zirkon opět ztrácet hélium tak rychle, jak je jaderný rozpad produkuje.

Fickovy zákony = (podle něm. fyziologa A. E. Ficka, 1829-1901), dvě rovnice, popisující difúzi – rozptyl. Podle prvého F. z. je rychlost přenosu látky difúzí úměrná spádu (gradientu) koncentrace v uvažovaném místě. Podle druhého F. z. je rychlost změny koncentrace v daném místě, způsobená difúzí, úměrná změně gradientu koncentrace v tomto místě. Konstanta úměrnosti se nazývá difúzní koeficient. (Poz. překl.)

Odhadněme nyní závěrový interval, dobu tci kterou zirkon zůstane uzavřen, než se znovu otevře.Jak jsme poznamenali hned pod rovnicí (15), rychlost produkce hélia je Q0/t , kde t je uniformitariánské stáří zirkonu, 1.5 miliardy let. Za předpokladu lineárního růstu jako první aproximace, je rychlost produkce vynásobená tci zhruba rovna Q, což je na pravé straně naší rovnice (16) násobeno Q0:

Zirkony a difúze helia_rovnice 21Zirkony a difúze helia_rovnice 21
(21)

Výpočet tci nám dá přibližný závěrový interval:

Zirkony a difúze helia_rovnice 22Zirkony a difúze helia_rovnice 22 (22)

Pokud je závěrový interval dlouhý ve srovnání se stářím zirkonu, pak by zirkon byl skutečně uzavřeným systémem. Ale je tomu tak při uniformitariánském pojetí zirkonů z Jemez? Uplatníme-li klasický poloměr zirkonů, 30 mikrometrů, a naměřené hodnoty D (Obrázek 7) v rovnici (22), dostaneme hodnoty tci mezi několika desítkami let a několika tisíci let, v závislosti na teplotě vzorku ve vrtu. Tyhle doby jsou velmi krátké ve srovnání s uniformitariánským stářím 1.5 miliardy let.

Takže i kdyby zirkony vychladly rychle a dosáhly závěrové teploty ve své historii brzy, naše naměřené rychlosti difúze říkají, že by se znovu otevřely krátce poté. Po většinu údajných dlouhých věků své existence by zirkony byly otevřeným systémem. Ztrácely by tolik hélia, kolik ho jaderný rozpad vyprodukoval. Takže závěrová teplota v tomto případě uniformitariánům nepomůže, protože závěrový interval je krátký.

(19) Dodson, M. H., Closure temperature in cooling geochronological and petrological systems, Contributions to Mineralogy and Petrology 40: 259-274, 1973.

Komentujte

Please Přihlásit to comment
  Subscribe  
Upozornit na