Czy datowanie radiometryczne dowodzi, że Ziemia jest stara?

Przeczytasz tekst w ok. 13 min.

 

Mike Riddle
Answers in Genesis

Wielu przyjmuje radiometryczne metody datowania jako dowód na to, że Ziemia ma miliony lat, w przeciwieństwie do skali czasu, którą znamy z Biblii. Mike Riddle ujawnia niebiblijne założenia użyte w tych obliczeniach.

Założenie starego wieku Ziemi jest ikoną i podstawą modelu ewolucyjnego. W prawie każdym podręczniku i czasopiśmie czytamy, że Ziemia ma miliardy lat.

Używając radiometrycznego datowania, naukowcy określili wiek Ziemi na 4,5 miliarda lat, jest więc wystarczająco stara, żeby wszystkie gatunki powstały w wyniku ewolucji. ¹

Obecnie wiek Ziemi określany jest na 4,5 do 4,6 miliarda lat. ²

Podstawową metodą datowania używaną przez naukowców do określania wieku Ziemi jest datowanie radioizotopowe. Zwolennicy ewolucjonizmu popularyzują datowanie radioizotopowe jako rzetelną i spójną metodę określenia bezwzględnego wieku skał i Ziemi. Ten konsekwentny przekaz podręczników i mediów przekonał wielu chrześcijan do zaakceptowania starego wieku Ziemi (4,6 miliarda lat).

Czym jest datowanie radioizotopowe?

Datowanie radioizotopowe (określane również datowaniem radiometrycznym) jest procesem oceniania wieku skał na podstawie rozpadu ich promieniotwórczych pierwiastków. W przyrodzie istnieją pewne rodzaje atomów, które są niestabilne i ulegają spontanicznemu rozpadowi na inne rodzaje atomów. Przykładem jest uran, który będzie się rozpadał radioaktywnie w kilku etapach, aż stanie się stabilnym pierwiastkiem ołowiu. Podobnie potas ulega rozpadowi do argonu. Pierwotny pierwiastek jest określany jako pierwiastek macierzysty (we wspomnianych przykładach będą to uran i potas), a końcowy rezultat rozpadu nazywany jest pierwiastkiem pochodnym (ołów i argon).

Znaczenie datowania radioizotopowego

Najbardziej naturalne odczytanie Pisma Świętego pokazuje, że dni stworzenia (o których mówi pierwszy rozdział Księgi Rodzaju) były dosłownie dniami, a wiek Ziemi wynosi tysiące, a nie miliardy lat. Jak się wydaje, to tutaj właśnie tkwi fundamentalny konflikt pomiędzy Biblią a wiekiem podanym przez datowanie radioizotopowe. Skoro Bóg jest Stwórcą wszystkich rzeczy (łącznie z nauką) i Jego Słowo jest prawdziwe („Poświęć ich w prawdzie twojej; słowo twoje jest prawdą”, Ewangelia Jana, 17:17), prawdziwy wiek Ziemi musi być zgodny z Jego Słowem. Jednak wielu chrześcijan, zamiast zaakceptować biblijną relację o stworzeniu, przyjęło radioizotopowe datowania mówiące o miliardach lat i próbowało dopasować tę skalę czasu do Biblii. Konsekwencje takiego postępowania są przemożne i wpływają na rozumienie wielu części Biblii.

Jak działa datowanie radioizotopowe?

Datowanie radioizotopowe jest powszechnie stosowane do określania wieku skał wulkanicznych. Są to skały, które powstają, gdy gorący, stopiony materiał stygnie i krzepnie. Do skał wulkanicznych zalicza się granit i bazalt (lawa). Skały osadowe, które zawierają większość skamieniałości z całego świata, nie są powszechnie stosowane w datowaniu radioizotopowym. Te typy skał składają się z mniejszych fragmentów wielu wcześniej istniejących skał, które zostały przetransportowane (głównie drogą wodną) i ponownie osadzone w innym miejscu. Do skał osadowych zalicza się piaskowiec, łupek i wapień.

Uran-238 (²³⁸U) jest izotopem uranu. Izotopy są odmianami pierwiastka, które mają tę samą liczbę protonów, ale różną liczbę neutronów w jądrze. Na przykład węgiel ¹⁴C jest jednym z izotopów węgla. Wszystkie atomy węgla mają 6 protonów, ale mogą się różnić liczbą neutronów. ¹²C ma 6 protonów i 6 neutronów w swoim jądrze. ¹³C ma 6 protonów i 7 neutronów. ¹⁴C ma 6 protonów i 8 neutronów. Dodatkowe neutrony często powodują niestabilność lub radioaktywność. Podobnie, wszystkie izotopy (odmiany) uranu mają 92 protony. ²³⁸U ma 92 protony i 146 neutronów. Jest niestabilny i najpierw rozpada się radioaktywnie do ²³⁴Th (tor-234), a ostatecznie do ²⁰⁶Pb (ołów-206). Czasami rozpad radioaktywny powoduje utratę przez atom 2 protonów i 2 neutronów (co nazywa się rozpadem alfa). Na przykład rozpad ²³⁸U do ²³⁴Th jest procesem rozpadu alfa. W tym przypadku zmienia się masa atomowa (238 do 234). Masa atomowa to ciężar atomu w porównaniu z wodorem, któremu przyporządkowana jest wartość jeden. Innym rodzajem rozpadu jest rozpad beta. W rozpadzie beta albo elektron zostaje utracony, a neutron przekształca się w proton (rozpad beta minus), albo zostaje dodany elektron, a proton przekształca się w neutron (rozpad beta plus). W rozpadzie beta całkowita masa atomowa nie zmienia się znacząco. Przykładem rozpadu beta jest rozpad ²³⁴Th na ²³⁴Pa (protaktyn-234).

Zegar datowania radioizotopowego zaczyna tykać, gdy skały stygną i twardnieją. Uważa się, że w stanie ciekłym ich intensywne ciepło wymusza wydostawanie się na zewnątrz wszelkich gazowych pierwiastków pochodnych. Zakłada się również, że kiedy skała ostygnie, żaden atom już nie może być utracony i każdy znaleziony w skale pierwiastek pochodny będzie rezultatem rozpadu promieniotwórczego. Proces datowania wymaga więc pomiaru, ile pierwiastka pochodnego znajduje się w próbce skały, a także znajomości tempa rozpadu (tzn. jak długo trwa rozpad pierwiastka macierzystego do pierwiastka pochodnego – uranu do ołowiu lub potasu do argonu). Miarą tempa rozpadu jest okres (czas) połowicznego rozpadu. Określa on długość czasu, w jakim rozpada się połowa atomów radioaktywnego pierwiastka macierzystego obecnych w próbce. Przykładowo, ilość radioaktywnego pierwiastka macierzystego w próbce będzie się zmniejszała o połowę po upływie każdego kolejnego okresu półtrwania (1 → 1/2 → 1/4→ 1/8 → 1/16 itd.). Okresy połowicznego rozpadu mierzone są dzisiaj bardzo dokładnie, nawet te wyjątkowo powolne. Czas połowicznego rozpadu rzędu miliardów lat może być mierzony statystycznie w ciągu zaledwie kilku godzin. Poniższa tabelka jest próbką różnych okresów półtrwania pierwiastków.

Nauka i założenia

Gdy naukowcy dokonują pomiaru ilości pierwiastka pochodnego w próbce skały oraz określenia obecnego, obserwowalnego tempa rozpadu pierwiastka macierzystego, działania te możemy zaliczyć do nauki obserwacyjnej. Metody datowania muszą opierać się na innym rodzaju nauki zwanym nauką historyczną. W nauce historycznej chodzi o badanie przeszłości, której nie możemy obserwować. Określenie warunków panujących w czasie, gdy skała została uformowana, jest częścią nauki historycznej, a nie obserwacyjnej. To samo dotyczy określenia, jak środowisko mogło wpłynąć na skałę. Żadnego z warunków, jakie panowały w przeszłości, nie można bezpośrednio obserwować. Ponieważ w datowaniu radioizotopowym wykorzystuje się oba typy nauki, nie możemy bezpośrednio mierzyć wieku czegoś. Możemy oszacować wiek jakiegoś obiektu, łącząc badania technikami naukowymi prowadzone w teraźniejszości z założeniami na temat zdarzeń historycznych. Istnieje zatem kilka założeń, które muszą być przyjęte w datowaniu radioizotopowym. Trzy kluczowe założenia mogą wpłynąć na uzyskany wynik:

1. Warunki początkowe próbki skały są dokładnie znane.

2. Ilość macierzystych i pochodnych pierwiastków w próbce nie została zmieniona przez inne procesy niż rozpad radioaktywny.

3. Tempo rozpadu (lub okres połowicznego rozpadu) macierzystego izotopu jest stałe od czasu powstania skały.

Ilustracja klepsydry

Datowanie radioizotopowe można lepiej zrozumieć, posługując się ilustracją klepsydry. Jeśli wejdziemy do pokoju i zobaczymy klepsydrę z piaskiem u góry i na dnie, moglibyśmy kalkulować, jak długo klepsydra była w ruchu. Oceniając, jak szybko piasek się przesypuje, i mierząc ilość piasku na dnie, moglibyśmy obliczyć, ile czasu upłynęło, od kiedy klepsydra została odwrócona. Wszystkie nasze obliczenia mogłyby być poprawne (nauka obserwacyjna), ale wynik mógłby być błędny. Dzieje się tak dlatego, że nie wzięliśmy pod uwagę kilku kluczowych założeń.

1. Czy w dolnej części klepsydry nie było piasku, kiedy klepsydra została odwrócona (warunki początkowe)?

2. Czy dodano lub usunięto piasek z klepsydry (W przeciwieństwie do skały, która ma charakter otwartego systemu, nie jest to możliwe w przypadku szczelnej klepsydry)?

3. Czy piasek przez cały czas przesypywał się w stałym tempie?

Skoro nie zaobserwowaliśmy początkowych warunków, kiedy klepsydra wystartowała, musimy przyjąć założenia. Wszystkie trzy wymienione założenia mogą wpłynąć na nasze obliczenia upływu czasu. Jeśli naukowcy nie wezmą ich pod uwagę, datowanie radioizotopowe może wskazać nieprawidłowy wiek.

Fakty

Wiemy, że datowanie radioizotopowe nie zawsze działa, ponieważ możemy to sprawdzić na skałach, których wiek jest znany. W 1997 roku ośmiu naukowców znanych jako grupa RATE (akronim od nazwy Radioisotopes and the Age of The Earth) postanowiło zbadać założenia powszechnie przyjmowane w standardowych praktykach datowania radioizotopowego (także w odniesieniu do datowania radioizotopowego przy użyciu jednej próbki). Ich odkrycia były znaczące i bezpośrednio uderzały w ewolucjonistyczne datowania mówiące o milionach lat. ³

Próbka skały z nowo powstałej w 1986 roku kopuły wulkanicznej z wulkanu St. Helens była oznaczana za pomocą datowania potasowo-argonowego. Była to nowo uformowana skała, a badania wskazywały, że wiek różnych minerałów znajdujących się w niej wynosi pomiędzy 0,5 i 2,8 milionów lat. ⁴ Te dane pokazują, że znaczne ilości argonu (pierwiastka pochodnego) były już obecne w skale, zanim zastygła (założenie 1. jest fałszywe).

Góra Ngauruhoe znajduje się na Wyspie Północnej Nowej Zelandii i jest jednym z najbardziej aktywnych wulkanów w kraju. Z zastygłej lawy pobrano jedenaście próbek i przeprowadzono ich datowanie. Wiadomo, że skały powstały w wyniku erupcji w 1949, 1954 i 1975 roku. Próbki skał zostały wysłane do szanowanego komercyjnego laboratorium (Geochron Laboratories w Cambridge, Massachusetts). „Wiek” skał wahał się w granicach od 0,27 do 3,5 miliona lat. ⁵ Ponieważ wiadomo, że te skały mają około 70 lat lub mniej, to ewidentnie założenie #1 kolejny raz okazuje się fałszywe. Jeśli datowanie radioizotopowe nie daje właściwych danych o skałach, których wiek jest znany, dlaczego mielibyśmy zaufać tym metodom w przypadku nieznanych skał? W każdym przypadku wiek był bardzo zawyżony.

Datowanie izochronowe

Istnieje inna forma datowania, nazywana datowaniem izochronowym, która polega na analizowaniu czterech lub więcej próbek tej samej jednostki skalnej. W tej formie datowania próbuje się wyeliminować jedno z założeń przyjmowanych w datowaniu radioizotopowym pojedynczej próbki przez użycie raczej wskaźników i wykresów niż liczenie obecnych atomów. Wynik nie zależy tu od tego, czy początkowe stężenie pierwiastka pochodnego wynosi zero. Uważa się, że technika datowania izochronowego jest niezawodna, ponieważ hipotetycznie eliminuje założenia dotyczące warunków początkowych. Jednak ta metoda ma inne założenia dotyczące warunków początkowych i także może dawać błędne wyniki.

Jeśli metody datowania jednej próbki i datowanie izochronowe są obiektywne i wiarygodne, to powinny być zgodne. Jednak często tak nie jest. Kiedy datuje się skałę więcej niż jedną metodą, można uzyskać różne wyniki. Na przykład grupa RATE otrzymała dane radioizotopowe z ponad dziesięciu różnych lokalizacji. W celu uniknięcia potencjalnych błędów, skalne próbki były analizowane przez kilka komercyjnych laboratoriów. W każdym przypadku wyniki datowania izochronowego istotnie różniły się od jednopróbkowego datowania izotopowego. W niektórych przypadkach zakres wyników obejmował więcej niż 500 milionów lat. ⁶ Grupa RATE doszła do następujących wniosków:

1. Wyniki datowania potasowo-argonowego pojedynczej próbki wykazały dużą różnorodność.

2. W metodzie izochronowej wykorzystującej różne analizy stosunku ilości atomów macierzystych do pochodnych stwierdzono wyraźną zmienność wyników datowania.

Jeżeli różne metody podają różny wiek oraz istnieje zróżnicowanie w obrębie tych samych metod, to jak naukowcy mogą w sposób pewny poznać wiek jakiejkolwiek skały lub wiek Ziemi?

W jednym konkretnym przypadku próbki pobrano z Cardenas Basalt, który należy do najstarszych warstw we wschodniej części Wielkiego Kanionu. Następnie przeanalizowano próbki ze strumieni lawy bazaltowej z zachodniej części Kanionu, które należą do jego najmłodszych formacji. Używając metody rubidowo-strontowego datowania izochronowego oznaczono wiek najstarszych skał na 1,11 miliarda lat oraz na 1,14 miliarda lat dla najmłodszych strumieni lawy. Wiek najmłodszych skał określono na około miliard lat, tak samo jak dla najstarszych skał! Czy wiek podawany w podręcznikach oraz czasopismach jest dokładny i obiektywny? Kiedy bierze się pod uwagę założenia i nie pomija się niezgodnych wyników (rozbieżnych lub niemożliwych do przyjęcia), datowanie radioizotopowe często daje niespójne i zawyżone wyniki.

Badanie dwóch przypadków

Zespół RATE wybrał dwie lokalizacje, z których pobrano próbki skał do analiz z wykorzystaniem wielu metod datowania radioizotopowego. Oba miejsca były przez geologów datowane na okres prekambru (hipotetycznie 541-4600 mln lat temu). Wybrane zostały lokalizacje Beartooth Mountains w północno-zachodnim Wyoming w pobliżu Parku Narodowego Yellowstone oraz intruzja magmowa Bass Rapids w centralnej części Wielkiego Kanionu w Arizonie. Wszystkie próbki skał (całe skały i zawarte w nich poszczególne minerały) były analizowane przy użyciu czterech metod radioizotopowych. Obejmowały one izotopy potas-argon (K-Ar), rubid-stront (Rb-Sr), samar-neodym (Sm-Nd) oraz ołów-ołów (Pb-Pb). W celu uniknięcia wpływu uprzedzeń, procedury datowania zostały zlecone laboratoriom komercyjnym w Colorado, Massachusetts oraz w Ontario w Kanadzie.

Aby mieć jakiś poziom pewności co do datowania, różne metody zastosowane do określania wieku próbek skalnych powinny dać bardzo zbliżone wyniki. Kiedy to ma miejsce, mówi się, że wiek próbek charakteryzuje się zgodnością. Natomiast gdy wiele wyników różni się między sobą, mówi się, że mamy do czynienia z niezgodnością.

Wyniki próbki z Beartooth Mountains

Geolodzy uważają, że jednostka skalna Beartooth Mountains zawiera jedne z najstarszych skał w Stanach Zjednoczonych. Jej wiek szacuje się na 2790 milionów lat. Poniższa tabela podsumowuje wyniki RATE: ⁷

Widoczny jest znaczący rozrzut wyników dla różnych minerałów, a także pomiędzy metodami izotopowymi. W niektórych przypadkach wiek skały jako całości jest większy niż wiek minerałów, w innych przypadkach sytuacja jest odwrotna. Wyniki dla minerałów w badaniu metodą potas-argon oscylują w granicach między 1520 i 2620 milionów lat (różnią się o 1100 milionów lat, czyli o ponad miliard lat).

Wyniki próbki z Bass Rapids Sill

Jedenaście próbek skalnych z Wielkiego Kanionu także datowano komercyjnie przy użyciu zaawansowanej technologii radioizotopowej. Powszechnie przyjmuje się, że wiek tych formacji to 1070 milionów lat. W poniższej tabeli podsumowano wyniki RATE: ⁸

Wyniki RATE różnią się znacząco od ogólnie przyjętego wieku 1070 milionów lat. Szczególnie godny uwagi jest wielokrotnie uzyskany przy użyciu izochronowej metody potas-argon wiek całej skały wynoszący 841,5 miliona lat, podczas gdy metoda izochronowa samar-neodym dała wynik 1379 milionów lat (różnica 537,5 miliona lat).

Możliwe wyjaśnienia niezgodności

Istnieją trzy możliwe wyjaśnienia tych niezgodności w datowaniu izotopów.

1. Izotopy mogą być wymieszane między przepływem wulkanicznym i bryłą skalną, która została poddana działaniu lawy. Istnieją sposoby określania, czy coś takiego miało miejsce i wyjaśnienie to może być wyeliminowane spośród możliwych opcji.

2. Niektóre minerały mogą zestalać się w różnym czasie. Niemniej jednak nie ma świadectw, które wskazywałyby, że lawa stygnie i krzepnie w tym samym miejscu w tak niesamowicie wolnym tempie. Dlatego też wyjaśnienie to może być wyeliminowane.

3. Tempo rozpadu było inne w przeszłości niż obecnie. Kolejna sekcja artykułu pokazuje, że to jest najlepsze wyjaśnienie istnienia niezgodności w badaniach wieku tych skał.

Nowe badania

Nowe badania prowadzone przez grupę RATE dostarczyły danych świadczących o tym, że rozpad radioaktywny wspiera pogląd o młodym wieku Ziemi. Jedno z ich badań dotyczyło ilości helu znajdującego się w skałach granitowych. Granit zawiera drobne kryształy cyrkonu, które zawierają radioaktywny uran (²³⁸U), ten zaś rozpada się do ołowiu (²⁰⁶Pb). W procesie tym przy rozpadzie każdego atomu ²³⁸U do ²⁰⁶Pb powstaje osiem atomów helu, które szybko wydostają się z cyrkonu i granitu.

W kryształach cyrkonu ⁹ wszystkie atomy helu powstałe w wyniku rozpadu promieniotwórczego w odległej przeszłości powinny już dawno temu przemieścić się na zewnątrz i uciec z tych kryształów. Można by się spodziewać, że hel ostatecznie ulegnie dyfuzji, uleci ze skał, a następnie zniknie w atmosferze. Jednak ku zaskoczeniu wszystkich, duża ilość helu została zamknięta wewnątrz kryształów cyrkonu. ¹⁰

Rozpad ²³⁸U do ołowiu jest procesem powolnym (okres połowicznego rozpadu 4,5 miliarda lat). Ponieważ hel szybko migruje ze skał, w kryształach cyrkonu powinno pozostać go bardzo mało lub w ogóle go nie być.

Dlaczego w granicie jest jeszcze tak dużo helu? Jednym z prawdopodobnych wyjaśnień jest to, że kiedyś w przeszłości tempo rozpadu radioaktywnego było bardzo przyspieszone – tak bardzo, że hel był produkowany szybciej, niż mógłby się uwolnić, a skutkiem tego było pozostanie sporej ilości helu w granicie. Grupa RATE zebrała dane świadczące o tym, że kiedyś w historii rozpad promieniotwórczy był mocno przyspieszony.

Eksperymenty zlecone w ramach projektu RATE jasno potwierdziły liczbowe przewidywania naszego modelu Stworzenia […] Dane oraz nasze analizy pokazują, że rozpad promieniotwórczy, który w dzisiejszym tempie zająłby ponad miliard lat, nastąpił niedawno, między 4000 i 8000 lat temu. ¹¹

Potwierdzenie tego, że miało miejsce przyspieszenie rozpadu promieniotwórczego, znajdujemy także w radioaureolach uranu i polonu, które uformowały się w tym samym czasie, w tych samych blaszkach biotytowych w granitach. ¹² Radioaureole powstają w wyniku fizycznych uszkodzeń spowodowanych rozpadem radioaktywnym uranu i pośrednich atomów pochodnych polonu, są zatem dostrzegalnym świadectwem tego, że w historii Ziemi doszło do wielu rozpadów radioaktywnych. Ponieważ jednak czas trwania atomów pochodnych polonu jest krótki (na przykład połowa atomów polonu-218 rozpada się w ciągu 3 minut, a dla porównania okres półtrwania uranu-238 to 4,47 miliarda lat), to radioaureole polonu musiały się uformować w przedziale czasu od godzin do kilku dni. Jednak aby dostarczyć potrzebnych atomów polonu do wytworzenia wspomnianych radioaureoli polonu w tak krótkim czasie, sąsiednie atomy uranu musiały się rozpadać w przyspieszonym tempie. Rozpad tych ostatnich, który powinien zająć setki milionów lat, licząc zgodnie z dzisiejszym powolnym tempem rozpadu, musiał nastąpić w ciągu godzin do kilku dni, aby wytworzyć współistniejące radioaureole uranu i polonu w granitach.

Grupa RATE zasugerowała, że przyspieszony rozpad miał miejsce podczas Tygodnia Stworzenia lub podczas Potopu. Przyspieszony rozpad na taką skalę spowodowałby wygenerowanie ogromnych ilości ciepła w skałach. Ustalenie, jak to ciepło uległo rozproszeniu, stanowi nowe i ekscytujące pole badań nad stworzeniem.

Wniosek

Najlepszym sposobem poznania historii i wieku Ziemi jest zapoznanie się z kroniką historii Wszechświata – Biblią. Wielu naukowców i teologów akceptuje odczytywanie wprost Pisma Świętego i zgadza się, że Ziemia ma około 6000 lat. Lepiej jest używać nieomylnego Słowa Bożego dla naszych naukowych założeń, niż zmieniać Jego Słowo, by uzyskać kompromis z „nauką”, która jest oparta na omylnych ludzkich założeniach. Prawdziwa nauka zawsze będzie wspierać Słowo Boże.

Na podstawie zmierzonej retencji helu analiza statystyczna pozwala oszacować wiek kryształów cyrkonu na 6000 +/- 2000 lat. Ten wiek zgodny jest z dosłowną biblijną historią i jest o około 250 000 razy krótszy niż umowny wiek 1,5 miliarda lat podawany dla tych kryształów. Wniosek jest taki, że dane dotyczące dyfuzji helu mocno potwierdzają pogląd na historię, według którego Ziemia jest młoda. ¹³

Dlatego należy również stwierdzić, że ponieważ wykazano, iż rozpad promieniotwórczy zachodził w znacznie przyspieszonym tempie, kiedy stopione skały były formowane, krystalizowane i chłodzone, to nie jest możliwe, by metody radiometryczne prawidłowo datowały skały, opierając się na fałszywym założeniu, że przez całą historię Ziemi rozpad zachodził w stałym tempie, tak powolnym, jak to jest obecnie. Dlatego metody datowania są wysoce nierzetelne i nie dowodzą, że Ziemia jest stara.

 

Tekst oryginalny: Mike Riddle, „Does Radiometric Dating Prove the Earth Is Old?”, Answers in Genesis, October 4, 2007.
Tłumaczenie: Kinga Wodzyńska
Wszystkie prawa zastrzeżone: Copyright © Answers in Genesis. All Rights Reserved. Translated and published by permission of Answers in Genesis. (Answers® and Answers in Genesis® are registered trademarks of Answers in Genesis, Inc.).
Więcej informacji na temat Answers in Genesis znajdziesz na: www.AnswersinGenesis.org, www.CreationMuseum.org i www.ArkEncounter.com.

 

Przypisy: