Pada tahun 1905, bapa fizik nuklear, Ernest Rutherford, mencadangkan kaedah untuk temu janji radioisotop dengan mengira usia beberapa mineral uranium. Sejak itu, temu janji radioisotop telah digunakan secara meluas dalam geologi, paleontologi, arkeologi … Namun, adakah teknik ini sempurna? Ramai saintis mempunyai keraguan mengenai skor ini.
Formula soalan
Radioisotop, atau radiometrik, temu janji adalah kaedah untuk menentukan usia pelbagai objek yang mengandungi isotop radioaktif. Isotop ini (ibu bapa), akibat pembusukan, melahirkan anak (baru). Dari nisbah unsur-unsur ini, dengan mengetahui separuh hayat isotop induk, usia sampel dikira.
Berikut adalah tiga kaedah temu janji yang paling terkenal untuk batu dan mineral:
Analisis plumbum uranium: peluruhan uranium menimbulkan timbal, paruh isotop uranium-238 adalah 4,47 miliar tahun. Untuk temu janji timbal uranium, zirkon biasanya digunakan, mineral tahan kimia yang biasa terdapat pada batuan beku.
Kaedah kalium-argon: argon adalah produk peluruhan kalium-40 (separuh hayat 1.2 bilion tahun). Benar, mineral kalium mudah kehilangan argon, jadi penyesuaian dibuat. Walaupun begitu, kaedah ini tersebar luas dalam penentuan batuan beku dan enapan.
Video promosi:
Analisis rubidium-strontium berdasarkan penukaran rubidium-87 menjadi strontium. Separuh hayat Rb87 mencapai 49 bilion tahun. Jenis analisis ini sering digunakan dalam temu janji rock.
Untuk menentukan usia bahan organik (biologi), kaedah radiokarbon telah dikembangkan. Semasa berpacaran, nisbah karbon radioaktif (C14) dan karbon stabil (C12) dalam sampel yang dikaji ditentukan, dengan mengambil kira bahawa jangka hayat C14 adalah sekitar 5,730 tahun.
Kaedah radiokarbon dicadangkan oleh American Willard Libby, yang mana dia dianugerahkan Hadiah Nobel (1960).
Walau bagaimanapun, sekarang diketahui bahawa kaedah ini didasarkan pada postulat yang meragukan: nisbah isotop karbon di atmosfer tidak berubah mengikut masa dan ruang, dan kandungan isotop dalam organisma hidup sesuai dengan keadaan atmosfera.
Gambar pengumpulan karbon
Tumbuhan, bersama dengan karbon dioksida, menyerap radiokarbon, dan melalui tumbuhan ia sampai ke haiwan. Sebelumnya dipercayai bahawa dengan "kematian" objek organik, karbon-14 baru tidak memasukinya, tetapi yang ada akan merosot pada kadar yang tetap, sementara karbon yang stabil tetap tidak berubah. Janji temu berdasarkan andaian ini. Tetapi pada hakikatnya, karbon baru dapat meresap ke dalam biomaterial - dari atmosfera dan tanah, dengan penurunan suhu dan fenomena gunung berapi …
Sekarang telah ditetapkan bahawa kandungan C14 di atmosfer berubah bergantung pada radiasi kosmik dan aktiviti Matahari, garis lintang kawasan, keadaan magnetosfera, dari letusan gunung berapi dan kitaran karbon dioksida. Tambahan ujian nuklear dan pembakaran bahan api fosil secara berterusan. Semua ini memberi kesan negatif terhadap ketepatan temu janji, terutamanya sampel moden.
Mengenai isu ini, kita perlu merujuk kepada … Alkitab. Diasumsikan bahawa sebelum Banjir (4.5 ribu tahun yang lalu) salah satu lapisan atmosfer Bumi adalah "kubah" pelindung air atau kelembapan (Kejadian 1: 6-8). Kubah ini dapat melindungi planet ini (dan atmosfer) dari sinaran kosmik yang menghasilkan radioaktif C14. Itulah sebabnya, dan bukan kerana pembusukan, kandungan karbon-14 dalam sampel antediluvian sangat rendah. Ini bermaksud bahawa bilangan C14 yang "kekal" tidak akan mencerminkan usia sebenar objek.
Pendaftaran "anomali"
Secara teorinya, kaedah karbon memungkinkan untuk menentukan sisa-sisa umur tidak lebih dari 60 ribu tahun, setelah tempoh ini C14 tetap diabaikan, tetapi pengembangan spektrometri massa meningkatkan "kepekaan" mengukur nisbah C14 / C12 dari 1% hingga 0,001%, oleh itu julat waktu yang diukur dapat berkembang menjadi 90 ribu tahun.
Namun, hingga kini, tidak ada bahan yang ditemukan dengan nisbah yang kecil (0,001%). Maksudnya, mereka jauh dari had umur 90 ribu tahun. Lebih-lebih lagi, spektrometri massa memungkinkan untuk melihat jejak C14 dalam arang batu, minyak, antrasit, sejak jutaan tahun. Dan radiokarbon sudah lama hilang!
Sebilangan besar saintis mengaitkan fakta ini dengan pencemaran batu kuno dengan sumber karbon moden. Dan kami telah mengembangkan kaedah yang berkesan untuk membersihkan. Walau bagaimanapun, tahap C14 masih ketara, kira-kira 100 kali lebih tinggi daripada kepekaan instrumen had hampir. Jadi, mungkin usia arang batu yang sama "menarik" hanya beberapa ribu tahun?
Soalan yang menyusahkan
Kaedah lain berdasarkan andaian sewenang-wenang: plumbum uranium, kalium-argon, rubidium-strontium. Diandaikan bahawa pada awalnya batu itu hanya terdiri dari unsur induk (misalnya, uranium), dan anak perempuan (plumbum) tidak ada. Tetapi atas dasar apa? Terutama jika kita bercakap mengenai berjuta-juta tahun.
Akibatnya, ketika menganalisis batu dengan dominan timbal di atas uranium, adalah mungkin untuk membuat kesimpulan tentang zaman kuno. Walau bagaimanapun, sampel ini mungkin masih muda, tetapi dengan kandungan timbal awal yang tinggi. Di samping itu, kandungan unsur boleh berubah di bawah pengaruh faktor luaran, seperti air.
Radiometri "lembu suci" adalah kadar kerosakan berterusan. "Didapati bahawa kadar peluruhan unsur radioaktif hari ini tidak berubah pada suhu, tekanan dan pengaruh fizikal dan kimia lain," tulis ahli geografi Yuri Golubchikov. - Diputuskan bahawa ia selalu berlaku. Menurut maklumat yang dikumpulkan pada masa sekarang, mereka mula mencipta masa lalu.
Walau bagaimanapun, eksperimen baru-baru ini mempersoalkan keteguhan kadar kerosakan. Menurut profesor Amerika John Baumgardner, eksperimen telah menunjukkan bahawa kadar kerosakan uranium menjadi plumbum dan helium jauh lebih tinggi pada masa lalu. Dan jika kelajuannya tidak berterusan, keseluruhan sistem temu janji akan runtuh …
Amalan adalah kriteria kebenaran
Cukup mudah untuk mengesahkan ketepatan temu janji radiometrik ketika usia bahan diketahui dengan tepat. Berikut adalah beberapa contoh.
Carbon-14 dating menunjukkan: anjing laut yang baru dibunuh … mati 1.3 ribu tahun yang lalu, cangkang siput hidup berusia 27 ribu tahun, usia cangkang moluska hidup adalah 2 ribu tahun.
Enam makmal melakukan analisis usia 18 tahun terhadap kayu dari Shelford, Cheshire, England. Anggaran antara 26 ribu hingga 60 ribu tahun. Betul sekali!
Umur bahan organik di mortar satu istana Inggeris lebih daripada 7 ribu tahun, walaupun usia istana ini sekitar 8 abad. Mungkin telur yang sangat kuno digunakan dalam larutan …
Kami memutuskan untuk memeriksa usia lima aliran lava dari gunung berapi Ngauruhoe di New Zealand. Telah diketahui bahawa lava mengalir sekali pada tahun 1949, tiga kali pada tahun 1954, dan sekali lagi pada tahun 1975. Namun, menurut kaedah kalium-argon, usia aliran lava adalah … dari 0.2 hingga 3.5 juta tahun.
Dan inilah hasil analisis "rubidium-strontium" dan "potassium-argon". Ahli geologi Stephen Austin telah mengambil sampel basalt dari lapisan bawah Grand Canyon di Colorado dan dari aliran lava di pinggir gaung. Walau bagaimanapun, analisis menunjukkan bahawa aliran lava yang baru-baru ini lebih tua 270 Ma daripada basalt dari usus besar Grand Canyon!
Pada tahun 1990-an, Steve Austin dan rakan-rakannya yang sama mengambil sampel dari lava gunung berapi San Helen (letusan AS, 1986), yang mereka berikan kepada makmal untuk analisis kalium-argon. Hasilnya melebihi semua jangkaan: instrumen menunjukkan usia lava segar … dari 0,3 hingga 2,8 juta tahun.
Berikut adalah beberapa keajaiban lagi: basal Hualalai (Hawaii, letusan 1801) bermula dari 1.6 juta tahun atau lebih, lava Gunung Etna (Sisilia, letusan tahun 1792) bermula dari 1.4 juta tahun.
Usia rumput segar yang diukur dengan radiokarbon di Moscow State University ternyata beribu-ribu tahun. Ternyata ini adalah usia bensin dari kereta: tanaman menyerap karbon dioksida yang dibebaskan selama pembakarannya, dan habis pada C14. Oleh kerana terdapat sedikit karbon-14, maka usia itu besar. Inilah karut.
Masalah masih ada
"Sebenarnya, kami tidak mempunyai objek seperti itu, usia yang pasti kami ketahui … Satu-satunya pengecualian adalah objek gunung berapi termuda, yang masa pembentukannya direkodkan secara sejarah" - ini adalah pendapat ahli geologi Alexander Lalomov.
"Di belakang orang bukan pakar adalah kenyataan bahawa kita tidak mempunyai kaedah yang dapat dipercayai untuk menentukan jumlah awal isotop dalam sampel," kata Archpriest Georgy Neifakh, Calon Sains Fizikal dan Matematik.
Jadi, masalah temu janji radioisotop tetap ada: ini adalah pertukaran jirim antara objek dan persekitaran, serta ketidakpastian komposisi isotop awal. Oleh itu, usia sampel terakru "terakru" diragukan.
Irina Gromova
