Ошибки радиоуглеродного анализа

Все, что дошло до нас от язычества, окутано густым туманом; оно принадлежит к тому промежутку бремени, который мы не в силах измерить. Мы знаем, что оно древнее христианства, но на два года, на двести лет или на целое тысячелетие – здесь мы можем только гадать. Расмус Ниерап, 1806.

Многие из нас запуганы наукой. Радиоуглеродная датировка как один из результатов развития ядерной физики является примером такого феномена. Этот метод имеет важное значение для разных и независимых научных дисциплип, таких, как гидрология, геология, наука об атмосфере и археология. Однако мы оставляем понимание принципов радиоуглеродной датировки научным специалистам и слепо соглашаемся с их выводами из уважения к точности их оборудования и восхищения их интеллектом.

На самом деле принципы радиоуглеродной датировки поразительно просты и легкодоступны. Более того, представление о радиоуглеродной датировке как о «точной науке» является ошибочным, и, по правде говоря, лишь немногие ученые придерживаются такого мнения. Проблема в том, что представители многих дисциплин, пользующиеся радиоуглеродной датировкой в хронологических целях, не понимают ее природы и назначения. Давайте разберемся в этом.

Принципы радиоуглеродной датировки

«Редко случалось так, что одно открытие в области химии оказывало такое влияние на разные области человеческих знаний. Очень редко отдельное открытие привлекало столь широкий интерес».

Либби обнаружил, что нестабильный радиоактивный изотоп углерода (С 14) с предсказуемой скоростью распадается на стабильные изотопы углерода (С12 и С13). Все три изотопа встречаются в атмофере в естественном виде в следующих пропорциях; С12 – 98,89%, С13 – 1,11% и С14 – 0,00000000010%.

Стабильные изотопы углерода С12 и С13 образовались вместе со всеми остальными атомами, из которых состоит наша планета, то есть очень и очень давно. Изотоп С14 образуется в микроскопических количествах в результате еже- , дневной бобмардировки солнечной атмосферы космическими лучами. При соударении с определенными атомами космические лучи разрушают их, в результате чего нейтроны этих атомов переходят в свободное состояние в земной атмосфере.

Изотоп С14 образуется, когда один из таких свободных нейтронов сливается с ядром атома азота. Таким образом, радиоуглерод представляет собой «изотоп Франкенштейна», сплав разных химических элементов. Затем атомы С14, которые образуются с постоянной скоростью, подвергаются окислению и проникают в биосферу в процессе фотосинтеза и естественной цепочки питания.

В организмах всех живых существ отношение изотопов С12 и С14 равно атмосферному отношению этих изотопов в их географическом регионе и поддерживается скоростью их метаболизма. Однако после смерти организмы перестают накапливать углерод, и поведение изотопа С14 с этого момента становится интересным. Либби установил, что период полураспада С14 составляет 5568 лет; еще через 5568 лет распадается половина оставшихся атомов изотопа.

Таким образом, поскольку первоначальное отношение изотопов С12 и С14 является геологической постоянной, возраст образца можно определить, измерив количество остаточного изотопа С14. К примеру, если в образце присутствует некоторое первоначальное количество С14, значит, дата смерти организма определяется двумя периодами полураспада (5568 + 5568), что соответствует возрасту 10 146 лет.

В этом заключается основной принцип радиоуглеродной датировки как инструмента археологии. Радиоуглерод абсорбируется в биосфере; он прекращает накапливаться со смертью организма и распадается с определенной скоростью, которую можно измерить.

Иными словами, соотношение С¹⁴/С¹² постепенно падает. Таким образом мы получаем «часы», которые начинают идти с момента смерти живого существа. Очевидно, что эти часы действуют только для мертвых тел, которые когда-то были живыми существами. Например, их нельзя использовать для определения возраста вулканических пород.

Скорость распада С¹⁴ такова, что половина этого вещества превращается обратно в N¹⁴ в течение 5730±40 лет. Это и есть так называемый «период полураспада». За два периода полураспада, то есть за 11460 лет, останется только четверть изначального количества. Таким образом, если соотношение С¹⁴/С¹² в образце составляет четверть от соотношения в современных живых организмах, теоретически этот образец имеет возраст 11460 лет. Возраст же предметов старше 50 000 лет с помощью радиоуглеродного метода определить теоретически невозможно. Поэтому радиоуглеродное датирование не может показать возраст в миллионы лет. Если проба содержит С¹⁴, это уже свидетельствует о том, что ее возраст меньше миллионов лет.

Однако все не так просто. Во-первых, растения хуже усваивают углекислый газ, содержащий С¹⁴. Следовательно, они накапливают его меньше ожидаемого и поэтому при тестировании кажутся старше, чем есть на самом деле. Более того, различные растения по-разному усваивают С¹⁴, и на это тоже следует делать поправку.²

Во-вторых, соотношение С¹⁴/С¹² в атмосфере не всегда было постоянным – например, оно снизилось с наступлением индустриальной эпохи, когда вследствие сжигания огромных количеств органического топлива высвободилась масса углекислого газа, обедненного С¹⁴. Соответственно, организмы, умершие в этот период, в рамках радиоуглеродного датирования кажутся старше. Затем произошло увеличение содержания С¹⁴О₂, связанное с наземными ядерными испытаниями 1950-х годов,³ вследствие чего организмы, умершие в этот период, стали казаться моложе, чем были на самом деле.

Измерения содержания С¹⁴ в объектах, чей возраст точно установлен историками (например, зерно в гробницах с указанием даты захоронения) позволяют оценить уровень С¹⁴ в атмосфере того времени и, таким образом, частично «подправить ход» радиоуглеродных «часов». Соответственно, радиоуглеродное датирование, проведенное с учетом исторических данных, может дать весьма плодотворные результаты. Однако даже с такой «исторической настройкой» археологи не считают даты, полученные радиоуглеродным методом, абсолютным – из-за частых аномалий. Они больше полагаются на методы датирования, связанные с историческими летописями.

За пределами исторических данных «настройка» «часов» С¹⁴ не представляется возможной

В лаборатории

«Шесть уважаемых лабораторий выполнили 18 анализов возраста древесины из Шелфорда в графстве Чешир. Оценки варьируют от 26 200 до 60 000 лет (до настоящего времени), разброс составляет 34 600 лет».

Вот еще один факт: хотя теория радиоуглеродной датировки звучит убедительно, когда ее принципы применяются к лабораторным образцам, в игру вступает человеческий фактор. Это приводит к ошибкам, порой очень значительным. Кроме того, лабораторные образцы загрязняются фоновым излучением, изменяющим остаточный уровень С14, который подвергается измерению.

Как указал Ренфрю в 1973-м и Тейлор в 1986 году, метод радиоуглеродной датировки опирается на ряд необоснованных предположений, сделанных Либби во время разработки его теории. К примеру, в последние годы было много дискуссий о периоде полураспада С14, якобы составляющем 5568 лет. В наши дни большинство ученых сходится на том, что Либби ошибался и что период полураспада С14 на самом деле составляет примерно 5730 лет, Расхождение в 162 года приобретает большое значение при датировке образцов тысячелетней давности.

Но вместе с Нобелевской премией по химии к Либби пришла полная уверенность в его новой системе. Его радиоуглеродные датировки археологических образцов из Древнего Египта уже были датированы, поскольку древние египтяне тщательно следили за своей хронологией. К сожалению, радиоуглеродный анализ давал слишком заниженный возраст, в некоторых случаях на 800 лет меньше, чем по данным исторической летописи. Но Либби пришел к поразительному выводу:

«Распределение данных показывает, что древнеегипетские исторические датировки до начала второго тысячелетия до нашей эры слишком завышены и, возможно, превышают истинные на 500 лет в начале третьего тысячелетия до нашей эры».

Это классический случай научного самомнения и слепой, почти религиозной веры в превосходство научных методов над археологическими. Либби ошибался, радиоуглеродный метод подвел его. Теперь эта проблема решена, но самопровозглашенная репутация метода радиоуглеродной датировки по-прежнему превышает уровень его надежности.

Мои исследования показывают, что с радиоуглеродной датировкой связаны две серьезные проблемы, которые и в наши дни могут привести к большим недоразумениям. Это (1) загрязнение образцов и (2) изменение уровня С14 в атмосфере в течение геологических эпох.

Эталоны радиоуглеродного датирования. Значение эталона, принятого при расчёте радиоуглеродного возраста образца, прямо влияет на полученную величину. По результатам детального анализа опубликованной литературы установлено, что при радиоуглеродном датировании применялось несколько эталонов. Наиболее известные из них: эталон Андерсона (12,5 dpm/g), эталон Либби (15,3 dpm/g) и современный эталон (13,56 dpm/g).

Датирование ладьи фараона. Древесина ладьи фараона Sesostris III датировалась радиоуглеродным методом на основе трёх эталонов. При датировании древесины в 1949 году на основе эталона (12,5 dpm/g) получен радиоуглеродный возраст 3700 +/- 50 ВР лет. Позднее Либби датировал древесину на основе эталона (15,3 dpm/g) . Радиоуглеродный возраст не изменился. В 1955 году Либби повторно датировал древесину ладьи на основе эталона (15,3 dpm/g) и получил радиоуглеродный возраст 3621 +/-180 ВР лет. При датировании древесины ладьи в 1970 году применён эталон (13,56 dpm/g) [2]. Радиоуглеродный возраст почти не изменился и составил 3640 ВР лет. Приведённые нами фактические данные по датированию ладьи фараона можно проверить по соответствующим ссылкам на научные публикации.

Цена вопроса. Получение практически одного и того же радиоуглеродного возраста древесины ладьи фараона :  3621-3700 ВР лет на основе применения трёх эталонов, значения которых отличаются существенно, физически невозможно. Применение эталона (15,3 dpm/g) автоматически даёт увеличение возраста датируемого образца на 998 лет, по сравнению с эталоном (13,56 dpm/g), и на 1668 лет, по сравнению с эталоном (12,5 dpm/g). Из этой ситуации имеется всего два выхода. Признание того, что:

— при датировании древесины ладьи фараона Sesostris III были осуществлены манипуляции с эталонами (древесина вопреки декларациям, датировалась на основе одного и того же эталона);

— ладья фараона Sesostris III волшебная.

Заключение. Суть рассмотренных явлений, названных манипуляциями, выражается одним словом – фальсификация.

После смерти содержание C¹² остается постоянным, а содержание C¹⁴ уменьшается

Загрязнение образцов

«Загрязнением называется наличие в образце органического материала чуждого происхождения, который не был сформирован вместе с материалом образца».

На многих фотографиях раннего периода радиоуглеродного анализа изображены научные специалисты, которые курят сигареты во время сбора или обработки образцов. Не слишком умно с их стороны! Как указывает Ренфрю, «уроните щепотку пепла на ваши образцы, подготовленные к анализу, и вы получите радиоуглеродный возраст табака, из которого была сделана ваша сигарета».

Хотя в наши дни такая методологическая некомпетентность считается недопустимой, археологические образцы все равно страдают от загрязнения. Известные виды загрязнений и способы борьбы с ними обсуждаются в статье Тейлора (1987). Он делит загрязнения на четыре главные категории: 1) физически устранимые, 2) растворимые в кислотах, 3) растворимые в щелочах, 4) растворимые в растворителях. Все эти загрязнения, если не устранить их, сильно влияют на лабораторное определение возраста образца.

X. Э. Гоув, один из изобретателей метода акселераторной масс-спектрометрии (AMS), сделал радиоуглеродную датировку Туринской плащаницы. Он пришел к выводу, что волокна ткани, использованные для изготовления плащаницы, датируются 1325 годом.

Хотя Гоув и его коллеги совершенно уверены в аутентичности своего определения, многие, по очевидным причинам, считают возраст Туринской плащаницы гораздо более почтенным. Гоув со своими единомышленниками дал достойный ответ всем критикам, и если бы мне пришлось делать выбор, то я бы рискнул сказать, что научная датировка Туринской плащаницы, скорее всего, является точной. Но в любом случае, ураган критики, обрушившийся на этот конкретный проект, показывает, как дорого может стоить ошибка при радиоуглеродной датировке и с каким подозрением некоторые ученые относятся к этому методу.

Утверждалось, что образцы могли подвергнуться загрязнению более молодым органическим углеродом; методы очистки могли пропустить следы современных загрязнений. Роберт Хеджес из Оксфордского университета отмечает, что

«нельзя совершенно исключить небольшую систематическую погрешность».

Интересно, назвал бы он расхождение датировок, полученных разными лабораториями по образцу древесины из Шелфорда, «небольшой систематической погрешностью»? Разве не похоже, что нас снова дурачат ученой риторикой и заставляют поверить в совершенство существующих методов?

Леонсио Гарза-Вальдес, безусловно, придерживается такого мнения по отношению к датировке Туринской плащаницы. Все древние ткани покрыты биопластической пленкой в результате жизнедеятельности бактерий, которая, по мнению Гарза-Вальдеса, сбивает с толку радиоуглеродный анализатор. Фактически возраст Туринской плащаницы вполне может составлять 2000 лет, так как ее радиоуглеродную датировку нельзя считать окончательной. Необходимы дальнейшие исследования. Интересно отметить, что Гоув (хотя он расходится во мнениях с Гарза-Вальдесом) согласен, что такая критика служит основанием для новых исследований.

Цикл радиоуглерода (14С) в атмосфере, гидросфере и биосфере Земли

Уровень С14 в земной атмосфере

«Однако теперь известно, что пропорциональное отношение радиоуглерода к обычному С12 не оставалось постоянным во времени и что до 1000 года до нашей эры отклонения так велики, что радиоуглеродные датировки могут заметно расходиться с действительностью».

Дендрологические исследования (изучение древесных колец) убедительно показывают, что уровень С14 в земной атмосфере за последние 8000 лет был подвержен значительным флуктуациям. Значит, Либби выбрал ложную константу и его исследования были основаны на ошибочных предположениях.

Возраст колорадской сосны, растущей в юго-западных регионах США, может достигать нескольких тысяч лет. Некоторые деревья, еще живые в наши дни, появились на свет 4000 лет назад. Кроме того, по бревнам, собранным в тех местах, где росли эти деревья, можно протянуть летопись древесных колец еще на 4000 лет в прошлое. Другими деревьями-долгожителями, полезными для дендрологических исследований, являются дуб и калифорнийская секвойя.

Как известно, ежегодно на срезе живого древесного ствола нарастает новое годичное кольцо. Подсчитав годичные кольца, можно узнать возраст дерева. Логично предположить, что уровень С14 в годичном кольце 6000-летнего возраста будет аналогичен уровню С14 в современной атмосфере. Но это не так.

К примеру, анализ годичных колец показал, что уровень С14 в земной атмосфере 6000 лет назад был существенно выше, чем сейчас. Соответственно, радиоуглеродные образцы, датируемые этим возрастом, оказались заметно моложе, чем на самом деле, на основании дендрологического анализа. Благодаря работе Ханса Суисса были составлены диаграммы коррекции уровня С14 для компенсации его флуктуации в атмосфере в разные периоды времени. Однако это значительно снизило достоверность радиоуглеродных датировок образцов, возраст которых превышает 8000 лет. У нас просто нет данных о содержании радиоуглерода в атмосфере до этой даты.

Ускорительный масс-спектрометр Университета Аризоны (г. Тусон, штат Аризона, США) производства компании National Electrostatics Corporation: а – схема, б – пульт управления и источник ионов С¯, в – ускорительный танк, г – детектор изотопов углерода. Фото Дж.С. Бурра

Вот тут подробнее про установки.

«Плохие» результаты?

Когда установленный «возраст» отличается от ожидаемого, исследователи поспешно находят повод объявить результат датирования недействительным. Широкая распространенность этого апостериорного доказательства показывает, что у радиометрического датирования имеются серьезные проблемы. Вудморапп приводит сотни примеров уловок, к которым прибегают исследователи, пытаясь объяснить «неподходящие» значения возраста.

Так, ученые пересмотрели возраст ископаемых останков Australopithecus ramidus.⁹ Большинство образцов базальта, наиболее близко подходящего к слоям, в которых были найдены эти окаменелости, показало возраст около 23 миллионов лет по методу «аргон-аргон». Авторы решили, что эта цифра «слишком велика», если исходить из их представлений о месте этих окаменелостей в глобальной эволюционной схеме. Они рассмотрели базальт, располагавшийся подальше от окаменелостей, и, отобрав 17 из 26 образцов, получили приемлемый максимальный возраст в 4,4 миллиона лет. Остальные девять образцов показали опять-таки гораздо больший возраст, но экспериментаторы решили, что дело в загрязнении породы, и отвергли эти данные. Таким образом, на методы радиометрического датирования существенно влияет доминирующее в научных кругах мировоззрение «долгих эпох».

Аналогичная история связана с установлением возраста черепа примата (этот череп известен как образец KNM-ER 1470).^{10, 11} Поначалу был получен результат 212–230 млн. лет, который, исходя из окаменелостей, был признан неверным («людей в то время еще не было»), после чего были предприняты попытки установления возраста вулканических пород в этом регионе. Через несколько лет, после опубликования нескольких различных результатов исследований, «сошлись» на цифре 2,9 млн. лет (хотя эти исследования включали в себя и отделение «хороших» результатов от «плохих» – как и в случае с Australopithecus ramidus).

Исходя из предвзятых представлений об эволюции человека, исследователи никак не могли примириться с мыслью, что череп 1470 «настолько стар». После изучения ископаемых останков свиньи в Африке антропологи с готовностью поверили в то, что череп 1470 на самом деле гораздо моложе. После того, как научная общественность утвердилась в этом мнении, дальнейшие исследования пород еще больше снизили радиометрический возраст этого черепа – до 1,9 млн. лет – и вновь отыскались данные, «подтверждающие» очередную цифру. Вот такая «игра в радиометрическое датирование»…

Мы не утверждаем, что эволюционисты сговорились подгонять все данные под наиболее удобный для себя результат. Конечно же, в норме дело обстоит совсем не так. Беда в другом: все данные наблюдения должны соответствовать доминирующей в науке парадигме. Эта парадигма – или, скорей, вера в миллионы лет эволюции от молекулы до человека – настолько прочно укрепилась в сознании, что никто не позволяет себе подвергнуть ее сомнению; напротив, говорят о «факте» эволюции. Вот под эту парадигму и должны подходить абсолютно все наблюдения. В результате исследователи, которые в глазах общественности выглядят «объективными и беспристрастными учеными», бессознательно отбирают именно те результаты наблюдений, которые согласуются с верой в эволюцию.

Нельзя забывать, что прошлое недоступно для нормального экспериментального исследования (серии опытов, проводимые в настоящем). Ученые не могут экспериментировать с событиями, происходившими когда-то. Измеряется не возраст пород – измеряются концентрации изотопов, причем их-то как раз можно измерить с высокой точностью. А вот «возраст» определяется уже с учетом предположений о прошлом, доказать которые невозможно.

Мы должны всегда помнить слова Бога, обращенные к Иову: «Где был ты, когда Я полагал основания земли?» (Иов 38:4).

Те, кто имеет дело с неписаной историей, собирают информацию в настоящем и таким образом пытаются воссоздать прошлое. При этом уровень требований к доказательствам гораздо ниже, чем в эмпирических науках, таких, как физика, химия, молекулярная биология, физиология и т.д.

Уильяме (Williams), специалист по превращениям радиоактивных элементов в окружающей среде, установил 17 изъянов в методах изотопного датирования (по результатам этого датирования были изданы три весьма солидные труда, позволившие определить возраст Земли приблизительно в 4,6 миллиарда лет).¹² Джон Вудморапп остро критикует эти методы датирования⁸ и разоблачает сотни связанных с ними мифов. Он убедительно доказывает, что немногие «хорошие» результаты, оставшиеся после того, как «плохие» данные были отфильтрованы, можно легко объяснить удачным совпадением.

«Какой возраст предпочитаете?»

В анкетах, предлагаемых радиоизотопными лабораториями, обычно спрашивается: «Каким, по-вашему, должен быть возраст данного образца?». Но что это за вопрос? В нем не возникало бы нужды, если бы техники датирования были абсолютно надежны и объективны. Вероятно, дело в том, что лаборатории знают о распространенности аномальных результатов и потому пытаются выяснить, насколько «хороши» получаемые ими данные.

Проверка методов радиометрического датирования

Если бы методы радиометрического датирования могли действительно объективно определять возраст пород, они срабатывали бы и в ситуациях, когда возраст нам точно известен; кроме того, различные методы давали бы согласованные результаты.

Методы датирования должны показывать достоверные результаты для предметов известного возраста

Есть целый ряд примеров, когда методы радиометрического датирования неверно устанавливали возраст пород (этот возраст был точно известен заранее). Один из таких примеров – калий-аргоновое «датирование» пяти потоков андезитовой лавы с горы Нгаурухо в Новой Зеландии. Хотя было известно, что лава один раз текла в 1949 году, три раза – в 1954 и еще один раз – в 1975, «установленные возрасты» варьировали от 0,27 до 3,5 млн. лет.

Все тот же ретроспективный метод породил следующее объяснение: когда порода отвердела, в ней остался «лишний» аргон из-за магмы (расплавленной породы). В светской научной литературе приводится масса примеров тому, как избыток аргона приводит к «лишним миллионам лет» при датировании пород известного исторического возраста.¹⁴ Источником избыточного аргона, по всей видимости, служит верхняя часть мантии Земли, расположенная непосредственно под земной корой. Это вполне соответствует теории «молодой Земли» – у аргона было слишком мало времени, он просто не успел высвободиться. Но если избыток аргона привел к столь вопиющим ошибкам в датировании пород известного возраста, почему мы должны доверять этому же методу при датировании пород, возраст которых неизвестен?!

Другие методы – в частности, использование изохрон, – включают в себя различные гипотезы о начальных условиях; но ученые все больше убеждаются в том, что даже такие «надежные» методы тоже приводят к «плохим» результатам. И тут снова выбор данных основан на предположении исследователя о возрасте той или иной породы.

Доктор Стив Остин (Steve Austin), геолог, взял пробы базальта из нижних слоев Большого Каньона и из потоков лавы на краю каньона.¹⁷ По эволюционной логике, базальт у края каньона должен быть на миллиард лет моложе базальта из глубин. Стандартный лабораторный анализ изотопов с применением изохронного датирования «рубидий-стронций» показал, что сравнительно недавний поток лавы на 270 млн. лет старше базальта из недр Большого Каньона – что, конечно же, абсолютно невозможно!

Проблемы методики

Изначально идея Либби опиралась на следующие гипотезы:

1. 14C образуется в верхних слоях атмосферы под действием космических лучей, затем перемешивается в атмосфере, входя в состав углекислого газа. При этом процентное содержание 14C в атмосфере является постоянным и не зависит ни от времени, ни от места, несмотря на неоднородность самой атмосферы и распад изотопов.
2. Скорость радиоактивного распада является постоянной величиной, измеряемой периодом полураспада в 5568 лет (предполагается, что за это время половина изотопов 14C превращается в 14N).
3. Животные и растительные организмы строят свои тела из углекислоты, добываемой из атмосферы, и при этом живые клетки содержат тот же процент изотопа 14C, что находится в атмосфере.
4. По смерти организма его клетки выходят из цикла углеродного обмена, но атомы изотопа 14C продолжают превращаться в атомы стабильного изотопа 12C по экспоненциальному закону радиоактивного распада, что и позволяет рассчитать время, прошедшее со времени смерти организма. Это время называется «радиоуглеродным возрастом» (или, для краткости, «РУ-возрастом»).

У этой теории, по мере накопления материала, стали появляться контрпримеры: анализ недавно умерших организмов иногда даёт очень древний возраст, или, наоборот, проба содержит столь огромное количество изотопа, что вычисления дают отрицательный РУ-возраст. Некоторые заведомо древние предметы имели молодой РУ-возраст (такие артефакты объявлялись поздними подделками). В итоге оказалось, что РУ-возраст далеко не всегда совпадает с истинным возрастом в тех случаях, когда истинный возраст можно проверить. Такие факты приводят к обоснованным сомнениям в случаях, когда РУ-метод применяется для датирования органических предметов неизвестного возраста, и РУ-датировка не может быть проверена. Случаи ошибочного определения возраста объясняются следующими известными недостатками теории Либби (эти и иные факторы проанализированы в книге М. М. Постникова «Критическое исследование хронологии древнего мира, в 3-х томах»,— М.: Крафт+Леан, 2000, в томе 1, стр. 311—318, написанной в 1978 году):

1. Непостоянство процентного содержания 14C в атмосфере. Содержание 14C зависит от космического фактора (интенсивность солнечного излучения) и земного (поступление в атмосферу «старого» углерода из-за горения и гниения древней органики, возникновения новых источников радиоактивности, колебаний магнитного поля Земли). Изменение этого параметра на 20 % влечёт ошибку в РУ-возрасте почти в 2 тысячи лет.
2. Не доказано однородное распределение 14C в атмосфере. Скорость перемешивания атмосферы не исключает возможности существенных различий содержания 14C в разных географических регионах.
3. Скорость радиоактивного распада изотопов может быть определена не вполне точно. Так, со времён Либби период полураспада 14C по официальным справочникам «изменился» на сотню лет, то есть, — на пару процентов (этому соответствует изменение РУ-возраста на полторы сотни лет). Высказывается предположение, что значение периода полураспада значительно (в пределах нескольких процентов) зависит от экспериментов, в которых он определяется.
4. Изотопы углерода не являются вполне эквивалентными, клеточные мембраны могут использовать их избирательно: некоторые абсорбировать 14C, некоторые, наоборот, избегать его. Поскольку процентное содержание 14C ничтожно (один атом 14C к 10 миллиардам атомов 12C), даже незначительная избирательность клетки в изотопном отношении влечёт большое изменение РУ-возраста (колебание на 10 % приводит к ошибке примерно 600 лет).
5. По смерти организма его ткани не обязательно выходят из углеродного обмена, участвуя в процессах гниения и диффузии.
6. Содержание 14C в предмете может быть неоднородным. Со времени Либби физики-радиоуглеродчики научились очень точно определять содержание изотопа в образце; заявляют даже, что они способны пересчитать отдельные атомы изотопа. Разумеется, такой подсчёт возможен только для небольшого образца, но в этом случае возникает вопрос — насколько точно этот небольшой образец представляет весь предмет? Насколько однородно содержание изотопа в нём? Ведь ошибки в несколько процентов приводят к столетним изменениям РУ-возраста.

Резюме

Как часть представительного археологического исследования, радиоуглеродная датировка по-прежнему имеет крайне важное значение; просто ее нужно поместить в культурную и историческую перспективу. Разве ученый имеет право сбрасывать со счетов противоречащие археологические свидетельства только потому, что его радиоуглеродная датировка указывает на другой возраст? Это опасно. Фактически многие египтологи поддержали предположение Либби о том, что хронология Древнего Царства составлена неправильно, так как это было «научно доказано». На самом деле Либби ошибался.

[источники]
источники

Глава из книги К. Хэма, Д. Сарфати, К. Виланда под ред. Д. Баттена «КНИГА ОТВЕТОВ: РАСШИРЕННАЯ И ОБНОВЛЕННАЯ»

Грэм Хэнкок: Следы богов. М., 2006. Стр. 692-707.

В том числе и по этим причинам, описанным выше «всплывают» Бетонные пирамиды Египта и возникают загадки Хараппской цивилизации

Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия — http://infoglaz.ru/?p=23201

Ошибки базовых постулатов радио-углеродного и аргон-аргонового датирования

ООО «Научно-производственное предприятие «Проект-Д» г. Москва

Введение.
Состояние, в котором оказалась в начале 21 века отечественная наука, только совершенно бессердечный или совершенно безграмотный человек может не признать удручающим. И суть постигшего науку несчастья, как теперь видно, не сводится к одной лишь финансовой проблематике. Пропал спрос на продукцию науки – даже если ее отдавать даром. Наука потеряла свое место в системе управления обществом. Перестала рассматриваться как важнейшая часть центральной нервной системы общественного организма. Его зрение, слух, осязание, сознание, перерабатывающее информацию и вырабатывающее импульсы управления. Науке перестали доверять функцию мышления.

Почему? – В немалой степени потому, что наука сама перестала предлагать адекватные модели и идеи, которыми можно было бы руководствоваться. Прежде всего, эта беда затронула гуманитарную часть науки. Ту часть, которая вырабатывает знание, помогающее ориентироваться в политической жизни, руководить людьми, делать эффективным управление.

Это зачастую не имеет отношения собственно к ученым. Которые честно получают результаты, пишут статьи и книги. Но… все это оказывается не имеющим общественной ценности.  Оказывается либо ни на что не влияющим мелкотемьем, либо – не носит характера прорывного, качественного перелома в понимании общественных процессов. За последнее время только Новая хронология акад. Фоменко А.Т. сколько-нибудь всерьез зацепила общественное сознание. Но опять-таки, теперь уже в силу избыточной сенсационности, – не была принята никем в качестве руководства. А вызвала реакцию отторжения.

Тем не менее, она все-таки заявила, что комплекс наук, связанных с историей, – ориентируется на ошибочные представления о прошлом, о его хронологии и социальных причинно-следственных связях. Слишком много парадоксов. И в последнее время ученые-историки начинают явочным порядком преодолевать табу, наложенные сложившейся исторической схемой. Искать нетрадиционные объяснения событиям. Либо хотя бы фиксируют и делают достоянием общественности факты, которые противоречат сложившимся историческим образам и схемам.

Критический подход к истории существенно тормозится тем, что попытки предлагать новые модели причинно-следственных связей между событиями прошлого автоматически требуют пересмотра общей хронологии базовых исторических событий. А правильность основных хронологических реперов вроде бы подтверждают естественные науки – своими методами. Но и помимо уверенности в естественно-научных средствах, есть психологический барьер, мешающий усомниться в правильности общей исторической схемы, базирующейся на  якобы согласующихся между собой источниках, на множестве архитектурных памятников и на материальных археологических артефактах.

В данной работе я постараюсь дать ответы на ряд такого рода методических вопросов. Возможно, что это позволит читателям в последующем легче маневрировать в пространстве попадающихся им фактов.
1. Аргон-аргоновый метод и датировка гибели Помпей.

а) Аргон, унаследованный из магмы.

В 1997 г. Американский исследователь Ренне и др. выполнил работу, которую назвал калибровкой аргон-аргонового метода по Плинию Младшему. Калибровки как таковой не было. А была проверка возможности получения исторической даты методом, который изначально был разработан для датировки вулканических горных пород с возрастами масштаба миллионов, десятков и сотен миллионов лет. При том, что к 1997 году дата извержения в 79 г. н.э. отстояла от измерения на 1918 лет, полученный Ренне результат 1925±94 года является просто великолепным попаданием. Казалось бы: проблемы нет. Что и почему может быть не так?

Апелляции к вероятной недобросовестности результата – это самое последнее,  к чему принято прибегать. Но можно проверить справедливость физических оснований методики.

Вкратце, в чем она заключается. Магматические горные породы содержат в своем составе калий. Помимо основного природного изотопа с атомным весом 39, они содержат стабильный изотоп калий-41 и слабо радиоактивный изотоп калий-40. Этот радиоактивный изотоп медленно распадается. И в результате распада образуется изотоп инертного газа аргона с атомным весом 40. Если предположить, что в расплавленной магме аргон не задерживается, т.е. что аргона в момент извержения в магме просто нет, то по накоплению указанного изотопа в породе можно судить о возрасте.  Измерив количество накопленного т.н. радиогенного аргона-40 и сопоставив его с имеющимся в образце содержанием калия и, соответственно, его радиоактивного изотопа К-40. Для того, чтобы повысить точность за счет использования единой методики измерения на масс-спектрометре,  в настоящее время сравнивают не количество ⁴⁰
Ar с содержанием калия, а облучают образец в атомном реакторе нейтронами. В результате ядерной реакции какая-то часть основного в природной смеси изотопа калия-39 превращается в изотоп аргон-39. И теперь уже на атомном масс-спектрометре сопоставляют количества двух изотопов одного и того же элемента, по единой методике, в одном аппарате.

В первоначальном варианте метода при возрастах горных пород масштаба многих миллионов лет, речь шла о вполне разумном допущении практически полной дегазации магмы. Но когда происходит переход к масштабам исторических возрастов, оказывается, что общее количество аргона, наработанного в образце весьма мало. 

Т.е. перенос метода, разработанного для геологического датирования на времена масштаба исторических приводит к необходимости предполагать, что в вулканической магме происходит очистка вещества от аргона до уровня, едва ли достижимого изощренными методами получения сверхчистых веществ.

Единственное, что оправдывает такое предположение, – это инертность аргона. Который, в отличие от других примесей, как бы не образует прочных химических связей с атомами расплава, а потому должен уходить из него. Но здесь возникает следующая сложность. Расплав содержит внушительное количество калия. Электронная конфигурация атома калия представляет собой полностью заполненные  электронные оболочки, как у аргона и плюс один слабо связанный т.н. s-электрон начинающей выстраиваться следующей оболочки. В окислах этот электрон уходит к кислороду. И оставшийся ион по массе и размерам идентичен нейтральному атому аргона. Но в твердом состоянии хотя бы зафиксировано положение этого заряженного иона. Он привязан к какой-то кристаллической позиции в ионной решетке. А в расплаве? В расплаве атомы щелочных металлов отдают свой единственный электрон внешней оболочки в общую зону проводимости материала, что обеспечивает высокую электропроводность расплава. А сам остается в виде весьма подвижного иона в симметричном поле других ионов и электронов проводимости. По диффузионным характеристикам этот ион калия не отличим от нейтрального атома аргона. В массе расплава у атома аргона нет оснований для предпочтительного по сравнению с множественными ионами калия движения в каком-либо направлении. Аргон и калий в любых направлениях перемещаются одинаковым образом. И только на границах, например, газовых пузырьков возможно разделение имеющего больше возможностей покинуть расплав нейтрального аргона и ионов калия.  Но, поскольку кристаллизация магматических пород начинается еще на значительной глубине, аргон может консервироваться во вновь образующихся кристаллах. Ниже приводится таблица результатов аргон-аргонового датирования кристаллов куполов вулкана Сент-Хеленс (St. Helens), штат Вашингтон (северо-запад США),  образовавшихся в 1986 году.  Аргоновый «возраст» свежих пород получается на уровнях от 300 до 3 млн. лет. Предложенный результат – далеко не единичный. Повышенная концентрация аргона в породах недавних извержений отмечается повсеместно. В цитируемой статье обсуждаются также экспериментальные работы, в которых определена высокая растворимость аргона в расплавленном в расплавах типичных вулканических минералов. Исследователи просто пропускали аргон над расплавами разных пород, находящимися при 1300 градусах Цельсия. А после охлаждения и кристаллизации выясняли, сколько его осталось в образце.

Полученные концентрации аргона, законсервированного  в минералах при кристаллизации как раз и соответствуют миллионно-летним возрастам.

Т.е. консервирование остаточного аргона в минералах еще в глубине вулкана, таким образом, может приводить к существенному завышению кажущихся возрастов пород – вплоть до миллионов лет. Получение исторических возрастов при наличии столь серьезного источника погрешностей, – делает метод  необоснованным, ненадежным. Результат измерения, дающий великолепное попадание в традиционно-историческую датировку, – может рассматриваться в лучшем случае как курьез. Или – как прямое экспериментальное подтверждение существенно более молодого возраста погибших Помпей. – Поскольку источник ошибок в виде унаследованного из магмы аргона может только удревнить кажущийся возраст.  Впрочем, культурологические, технологические и иные основания для вывода о заметно более молодом, чем считается, возрасте погибших Помпей – есть.

б) Влияние реакторного облучения.

Но даже в случае, если магма оказалась поразительным образом полностью лишена аргона-40, доставшегося от прошлой жизни в глубинах земной коры, аргон-аргоновый метод имеет еще один врожденный недостаток, пока, кстати, неизвестный широкому научному сообществу.

Для работоспособности метода принципиально важно, чтобы образующийся в процессе реакторного облучения аргон-39 не уходил из образца. Либо уходил в крайне незначительных количествах. При захвате быстрого нейтрона с энергией масштаба 1 МэВ образующееся ядро аргона отлетает приблизительно с такой же энергией. Длина пробега этого высокоэнергичного ядра фиксируется по треку – по зоне серьезных разрушений решетки вдоль траектории отлета ядра. Эта длина оказывается небольшой – масштаба 1000 межатомных расстояний ~ 100 нм. Потерями аргона с таких расстояний до поверхности образца при размерах образцов масштаба единиц миллиметров – пренебрежимы. Но вот случаи усиленной диффузии при сильном реакторном облучении с возникновением радиационного распухания, учитывать приходится.

Но разработчики метода, судя по всему, до сих пор не владеют информацией о т.н. аномальной диффузии, возникающей под облучением. Эти результаты, преимущественно советского происхождения, полученные в 1980-е годы, ввиду известных обстоятельств – не получили развития и соответственно мало известны мировому научному сообществу. Но сама аномальная диффузия отмечается постоянно в работах по ионному, электронному, нейтронному, лазерному облучению материалов. При этом собственно коэффициент диффузии оценивается из экспериментальных данных приблизительно на 1-2 порядка выше, чем даже в расплавленной вулканической магме. А расстояния, на которых в кристаллических материалах происходят изменения, вызванные бомбардировкой, например теми же атомами аргона, – на 2-3 порядка превосходят длину пробега, т.е. достигают 10-100 мкм. А это и есть типичное расстояние до границ зерен в поликристаллических материалах. Т.е. за счет аномальной диффузии буквально каждый вновь образовавшийся или уже находившийся в решетке атом аргона – имеет возможность быть вынесенным на границу кристаллита и удалиться из образца. – Это чисто теоретически.

Но в нашем случае мы можем опереться и на конкретный экспериментальный результат работах по исследованию воздействия реакторного облучения на прочность портландцементного камня(содержащего в числе малых составляющих и калий) исследовалось газовыделение под облучением. И, по счастливой случайности, в числе контролируемых газовых продуктов оказался аргон-41, получающийся из калия-41, присутствующего в природной смеси по реакции. Образующийся аргон-41 имеет сравнительно малый период полураспада 2 часа. Поэтому при отборе газовых проб из герметичной ампулы, в которую были заключены образцы, через много часов после начала облучения про состав газовой смеси по аргону-41 можно было сказать, что в ампуле поддерживается детальное равновесие между поступлением из образцов радиоактивного газа и его распадом. В условиях эксперимента поступление аргона-41 в газовую ампулу, оцененное по измеренной активности, составило около 0.4% от числа вновь образующихся атомов. Которое оценивалось по химическому составу цементного клинкера и измеренным для условий облучения потокам нейтронов. Но выход короткоживущего аргона на поверхность контролируется движением аргона через сантиметровую толщу материала образцов, при котором аргон-41 прямо в материале распадается. Детальное равновесие между новообразующимся аргоном и его распадом существует и в образцах И может быть оценено по постоянной распада. Равновесие в образцах устанавливается на уровне приблизительно 1% от числа образовавшихся атомов аргона-41 за все время эксперимента(около 30 часов). И именно этот запас атомов определяет необходимые для диффузии градиенты концентрации аргона.  Иными словами, в ампулу выходит до 40% того аргона, который в принципе мог бы успеть выбраться из образцов до своего распада.

При уменьшении длины диффузии в несколько раз на образцах для аргон-аргонового датирования(имеющих в эксперименте Ренне габарит ~3.5 мм против 2 см в наших образцах) позволяет допускать до 80-90% и более потери вновь образующегося аргона. Поскольку специалисты аргон-аргонового датирования не уделяют внимания этому эффекту и контролю диффузионного подобия образцов сравнения и исследуемого образца, результат измерений может оказываться в разы отличающимся от того, что должен был бы предъявить образец. Учитывая определенные стереотипы подхода к построению экспериментальных методик, выбора габаритов образцов и т.д., можно с высокой вероятностью предполагать, что влияние реакторного облучения тоже работает на кажущееся удревление.

Резюмируя, можно сказать, что результаты аргон-аргонового метода датирования исторических объектов не могут служить причиной для ограничения хронологических рамок, в которые исследователи должны размещать артефакты.

2. Радиоуглеродный метод.
Претензии к радиоуглеродному методу выдвигаются давно. Но глубоких системных претензий пока еще не было. Казусы с живыми организмами,  которые по радиоуглероду либо до 20-25 тысяч лет назад умерли, либо через пару тысячелетий только родятся, – так и остаются казусами. Поскольку – бессистемны.

Нами проанализированы два центральных, негласно действующих(как само собой разумеющиеся) постулата радиоуглеродного метода.

Постулат 1.

Этот постулат основан исключительно на простейших экспериментах, проделанных в 19 веке. Когда в земле из кадки вырастили растение. Взвесили землю до и после. И определили, что изменения массы грунта не произошло.

Тем не менее, американский исследователь, занимавшийся изучением усвоения растениями удобрений в 1923 году, определил, что поступающий в растение через корни растворенный углекислый газ –  влияет на количество образующихся в золе карбонатов. Радиоуглеродные исследования с введением в почву радиоуглерода С-14 в составе бенз(а)пирена или фенола показывают, что меченые атомы углерода, попавшие через корни, оказываются в составе аминокислот и белков растения.

Вопрос, получается, о масштабе возможного корневого потребления растением углерода через корневую систему. В агротехнике выработалось правило, что урожай обедняет гумус почвы приблизительно на 20% от массы углерода, вывезенного с урожаем. Это ориентир.

Но мы провели и эксперимент. Растения сажались корнями в гидропонный питательный раствор через отверстие в стеклянной пластине. Верхняя часть растения уплотнялась от контакта с атмосферой и водой под пластиной – по стеблю. И эта верхняя часть изолировалась от атмосферы уплотненным на контакте со стеклянной пластиной стеклянным колпаком определенного объема, в котором можно было учесть количество углекислого газа.

Под колпаком же располагалась и емкость с небольшим количеством поваренной соли для аккумуляции транспирационной влаги.

Растение взвешивалось перед посадкой и через 10 дней. На аналогичных растениях определялся коэффициент пересчета мокрого веса на сухой. Количество углерода в сухом весе растений полагалось 55%.

На нескольких растениях разных видов было показано, что они активно развиваются – не хуже контрольных образцов в атмосфере. Масса же аккумулированного за 10 дней углерода может на порядок превышать его первоначальное содержание в атмосфере под колпаком.

Тем самым было показано, что сухопутные растения могут полностью переключаться на корневое углеродное питание. Этот вывод был проанализирован с точки зрения соотношения с практикой радиоуглеродных измерений, обычно нормально согласующихся с возрастом современной растительности.

Важнейшим фактом является то, что корни потребляют выработанные растением сахара и дышат. Т.е. насыщают землю вокруг себя углекислым газом, возникшим из свежепереработанного атмосферного углекислого газа. Кроме этого, почва обогащается углеродом от постоянно отмирающих и перегнивающих мелких корневых образований также содержащих молодой углерод. В зоне интенсивного земледелия и лесопользования хозяйственная деятельность человека уже привела к существенному омоложению собственно почвенного гумуса. Тем самым в большинстве случаев корневое питание, включающееся в дни, когда устьица листвы закрываются(в случае жары, например), не приводит к существенному изменению  радиоуглеродного возраста его тканей. Но такое изменение возможно. Например, в местах, где из-под почвы идет поток древнего углерода в виде углекислого газа вулканического происхождения, в виде углекислого газа разложения карбонатов под действием кислот, в виде продуктов разложения древних торфов и бурых углей. В этом случае в районе корневой системы возможна замена свежего углерода дыхания корней на древний углерод – с соответствующим изменением радиоуглеродного возраста.

Вывод: при разбросе радиоуглеродных дат какого-либо объекта желательно использование наиболее молодой даты. При отсутствии грубых ошибок обращения с отобранными образцами естественных причин сколько-нибудь серьезного обогащения образцов молодым углеродом нет. Наоборот, любые разломы выделяющие глубинный углерод, наличие под деревом линзы бурого угля, подстилающих карбонатов, в которые просачивается кислая болотная вода, – могут резко увеличивать кажущийся радиоуглеродный возраст. Образцы такого удревления неоднократно возникают у археологов. Так при проведении РУ-датирования приамурских городищ бревна рамы одного строения отличались по возрасту на 500-800 лет.  Цитирую:

Случай с датой для жилища 2 памятника Букинский Ключ–1 более сложен и не лишен сомнений. Всего для жилища 2 известны три даты, две из которых получены по углю от плах № 3 и 4 рамы-основы и относятся к раннему средневековью (СОАН–3735, СОАН–3743). Радиоуглеродный анализ угля от плахи № 2 этой же рамы-основы (CОАН–3744) показал более древний возраст. Вполне возможно, что эта датировка дает определение возраста для нижнего горизонта культурного слоя, тем более что на этом памятнике есть отдельные находки талаканской керамики, но не исключена и ошибка.

Постулат 2. На изотопный углеродный состав органических остатков оказывает влияние только радиоактивный распад.

В отличие от предыдущего постулата, являвшегося как бы недоработкой автора радиоуглеродного метода и его последователей, постулат 2 был совершенно естественным в рамках представлений о физико-химии веществ до возникнвения того прорыва в понимании природы, который возник с созданием квантовой механики, физики твердого тела, с созданием множественных средств экспериментального исследования веществ.

Твердые тела во второй половине 20-го века перестали быть монументами, а зажили своей полноценной и интересной жизнью.

Итак. Целлюлоза, используемая как основной материал для проведения РУ-датирования – органический кристалл. И, как и все кристаллы, он подчиняется общим их закономерностям. В кристаллах равновесно присутствует определенное количество дефектов. Разных: точечных, линейных, двумерных, трехмерных. Точечные дефекты – это 1) вакансии, т.е. места, в которых должен быть какой-то атом, но его нет –  по каким-то причинам исчез со своего места, и 2) междоузельные атомы – блуждающие между прочими атомами и не вписанные в законные места в структуре твердого тела, для кристаллических твердых тел – в позициях решетки.  Эти дефекты – абсолютно нормальное явление в каждом твердом теле. Не разрушающие его. Постоянно какие-то атомы покидают свои места, наоборот другие, блуждавшие, – занимают освободившееся место. Чем выше температура, тем больше таких дефектов. Чем выше приложенные механические напряжения – тем больше таких дефектов, чем больше приложенное электрическое, магнитное поле – тем больше таких дефектов. Но до определенных порогов воздействия нарастание количества дефектов(а это – разрывы химических связей) фиксируется экспериментально, но не приводит к разрушению вещества, к изменению его состава, структуры. Поваренная соль остается поваренной солью, целлюлоза остается целлюлозой. Разрывы химических связей – залечиваются. Вакансию от исчезнувшего атома углерода занимает именно углерод, вакансию в позиции кислорода – кислород.

А как это связано с радиоуглеродным датированием? Представим себе структуру целлюлозы, в которой в соседних позициях находятся два атома углерода. Они могут находиться в электронном состоянии связанности между собой, могут находится в электронном состоянии разорванной связи между ними. И в каждом из этих состояний они могут иметь тот или иной уровень энергии колебаний этой пары – как будто они связаны пружинкой, вращений относительно разных осей. Когда эти два атома неотличимы друг от друга, анализ показывает, что они не могут в одном электронном состоянии перескакивать к другому уровню энергии колебаний. Т.е. малую порцию энергии, увеличивающую энергию колебаний, они приобретать не могут. Только сразу существенную порцию – переводящую их в разорванное – диссоциированное состояние. При этом может меняться и колебательная часть энергии. А вот если атомы отличаются друг от друга, то нарушение симметрии уже начинает позволять с какой-то вероятностью менять колебательные уровни, набирая размах колебаний порционно. Если откуда-то пришла порция энергии, то  такая пара асимметричных атомов сможет ее захватить и увеличить размах своих колебаний. А соседние пары одинаковых атомов – не могут. И передать им эту колебательную энергию асимметричная пара не сможет – они не имеют права ее принять. Это т.н. запрещенный переход.

Ну и что? Вакансии же равновесные. Что ушло, то и пришло. Изотопный состав при этом не меняется. – Совершенно верно!  Но если блуждающие, сорванные со своих мест атомы углерода имеют возможность встретиться с кислородом или водой, – они же имеют возможность вступить с ними в химическую связь. С образованием углекислого газа, метана… А если этот углекислый газ или метан не задерживается в структуре целлюлозы, то радиоактивный углерод С-14 с вероятностью большей, чем это соответствовало бы его содержанию в веществе – удаляется в виде метана и углекислого газа. Если органическое вещество пронизывается медленными потоками углекислого газа известняковых пород, то в порах возникают обменные реакции между газом и блуждающими атомами углерода. И углерод целлюлозы, угля – уходит из образца вместе с этим углекислым газом. А углерод углекислого газа окружающего известняка – занимает со временем вакантные позиции в структуре целлюлозы или угля. И происходит обеднение органики радиоуглеродом С-14 – который при этом не распадается. Т.е. это добавочное обеднение вещества, дополнительное к распаду. Делающее кажущийся радиоуглеродный возраст больше. Насколько?

При измерении возраста метана, выходящего из древних торфов озер провинции Онтарио(Канада) было обнаружено, что РУ-возраст метана на 1000 и более лет «моложе», чем возраст слоев, из которых он получен:

Сейчас для радиоуглеродного сообщества это острейшая проблема.          Наш же ответ прост: преимущественный выход из вещества радиоуглерода. Уходящие газы «моложе»(т.е. содержат больше радиоуглерода), остающийся торф «стареет», т.е., кроме как по каналу распада, он обедняется радиоуглеродом еще и за счет выноса его метаном и углекислым газом.

Как это влияет на возраст оставшегося торфа? Еще одна картинка:

Как видим, с удревлением торфа, среднегодичное аккумулирование углерода уменьшается. Частично это, конечно, объясняется удалением части углерода в форме газов: метана, угелекислого газа, – в процессе естественной  деструкции органики. Тем не менее, математические модели, созданные для объяснения такого, существенного на самом деле, падения аккумуляции углерода с возрастом, – не в состоянии справится с проблемой. В аннотации последней ссылки так и говорится: «Эти результаты сильно противоречат концепции постоянного поступления и постоянного распада…»

В рамках нашего объяснения ситуации – все естественно. Торф, которому приписан РУ-возраст 12 тыс. лет в реальности имеет 6000-летний возраст. Вторую половину кажущегося возраста он приобрел за счет ускоренного выноса радиоуглерода образующимися метаном и углекислым газом.  Сам по себе факт уменьшения аккумуляции углерода торфяными слоями – вполне может претендовать на объяснения с точки зрения динамики распада органики и частичного ее выноса газами. Но вкупе с «молодыми» по радиоуглероду газами из болот Онтарио – это уже слишком серьезный вопрос к радиоуглеродному методу.

Теперь важно пояснить,  в каких условиях удревление будет существенным, а в каких нет. Как это согласуется с великолепным следованием кривой распада углерода колец древних остистых сосен из Калифорнии?

Как было сказано,  кажущееся старение образцов связано не только с более энергичным выбрасыванием радиоуглерода из структуры целлюлозы, но еще и с возможностью его выноса из окрестностей матричной молекулы. В природных органических тканях целлюлоза очень плотный материал. По образному выражению одного из авторов работ по химии целлюлозы, через структуру целлюлозы не может проскочить даже протон водорода. Но когда целлюлоза попадает в воду, линейные молекулы целлюлозных волокон расходятся. И получается, что каждая молекула, имеющая  в поперечнике размеры масштаба 2-4 атомных расстояний – окружена водой. Вода, в которой идет обычный диффузионный перенос вещества, – способна выносить из тканей вырвавшиеся атомы углерода. Волокна целлюлозы отмирающих годичных приростов сфагнума, формирующих торфяники, – в этом смысле пребывают в идеальных условиях потери радиоуглерода. Чуть хуже, но принципиально подобны условия выноса радиоуглерода из свалившихся в болота ирландских дубов или дубов с побережья Рейна и Майнца, упавших в реку и занесенных глинистыми отложениями. Все они тысячелетиями пребывают в разбухшем от воды состоянии. И из них медленно, но непрерывно диффузией в капиллярных водных трубках между волокнами целлюлозы – выносится радиоуглерод.  То же – для деревянных останков затонувших  кораблей. А вот тонкая и пористая рисовая шелуха из археологических находок Древнего Китая  – освобождалась от выдающего ее возраст радиоуглерода – посредством воздушного выноса. В ходе медленного окисления.

А в остистой сосне из Калифорнии? В остистой сосне – живом дереве – мертвые клетки внутренних колец не омываются влагой – вся влага проходит по молодым кольцам текущего года. И структура живого дерева препятствует проникновению кислорода воздуха к внутренним кольцам. Здесь, понятно, идеальные условия консервации радиоуглерода. Ему просто некуда уходить. Он только мигрирует от одной молекулярной позиции к другой. Может, даже в слой предыдущего года, но это мало влияет на результаты датирования. Поскольку разница в концентрациях радиоуглерода между слоями минимальна. Приблизительно  1/60 процента на слой.  Что, конечно же, мало влияет на датировку.

Но приравнивать остистую сосну к вымачивавшимся веками в болотах ирландским дубам можно только очень и очень осторожно. Пока же это делается так, как будто различий в условиях сохранения С-14 не существует.

Выводы.
Нами проанализированы базовые постулаты двух наиболее существенных для археологии и подтверждения исторической хронологии естественно-научных методов. Выявлено, что базовые постулаты обоих методов содержат допущения, опровергаемые как современной теорией, так и экспериментальным материалом. Причем ошибки, вносимые применением этих базовых постулатов, имеют общую тенденцию – они удревляют кажущийся возраст исследуемых объектов.

Получение некоторыми авторами естественно-исторических датировок результатов, прекрасно согласующихся с общепринятыми датами, при учете несомненно существующих удревляющих методических ошибок, – ставит под сомнение либо личную научную честность авторов, либо общепринятые исторические датировки. В основном автор данной работы склоняется к сомнениям в отношении именно датировок.

Из проведенного анализа следует важная рекомендация к использованию радиоуглеродного и аргон-аргонового датирования: из набора дат, полученных экспериментально по образцам одного объекта, – использовать самую молодую, как менее всего подвергшуюся воздействию удревляющих факторов.

Собственно роль и значение удревляющих факторов для объектов разной природы: фрагментов жилищ,  погребальных артефактов, продуктов земледелия и ремесел, углей, – требует разработки методик и проведения экспериментально-теоретических исследований на предмет оценки необходимых поправок к результатам датирования по уже существующим методикам, – но в зависимости от объекта, его условий сохранения в природе, его состояния и т.п.

Радиоуглеродный анализ измеряет распад углерода-14, нестабильного изотопа углерода, который образуется в верхних слоях атмосферы в ходе столкновения азота с нейтронами космических лучей. Однако космическое излучение — не константа. Поэтому для уточнения результатов проводится тщательная калибровка, в том числе — по годичным кольцам древесины.

«Единая калибровочная кривая Северного полушария сформировала базис радиоуглеродного анализа в Европе и Средиземноморье на пять десятилетий вперед, заложив основу доисторической датировки, — пишет профессор классической археологии Стерт Маннинг Корнеллского университета. — Однако, с ростом точности измерений накапливаются свидетельства небольших, но существенных региональных отклонений (зачастую в вегетационный период) в уровнях радиоактивных углеродов одного и того же года».

Ученые пришли к выводу, что важную роль играют периоды роста растений: зимой уровень радиоактивных углеродов ниже, летом — выше. Углерод в годичных кольцах отражает период, когда дерево активно использует фотосинтез и, следовательно, впитывает углерод из атмосферы. В северной Европе или Америке это время с апреля по сентябрь. А в Иордании или Израиле — с октября по апрель.

Такие отклонения кажутся незначительными, но на самом деле могут изменить датировку событий на несколько десятков лет. Так, например, уточненные данные позволяют устранить неувязку со временем извержения вулкана Санторини. Согласно археологическим свидетельствам, его следует датировать 1500 годом до н. э., а радиоуглеродный анализ утверждает, что катаклизм произошел много позже, от 1630 до 1600 до н. э. Корректировка Маннинга исключает первую версию, но также вносит изменения во вторую: извержение могло произойти между 1600 и 1550 годами до н. э.

С сомнением научное сообщество отнеслось к исследованию, проведенному австралийскими антропологами. Исследователи провели масштабный анализ митохондриальной ДНК, и установили, что последний общий предок всех людей жил в Южной Африке. Однако другие ученые считают, что эта работа не может претендовать на полноту.

Научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН, к.б.н.

Очевидно, что в результате радиоуглеродного датирования того или иного археологического памятника мы хотим получить как можно более точную оценку его возраста. Понятие точность в контексте задачи определения возраста требует некоторого пояснения. В своей книге, посвящённой методам датирования, Г. Вагнер (2006) приводит следующий рисунок (Рис. 1).

Каждая точка на графике изображает результат единичного измерения возраста, а центр мишени — истинный возраст объекта. Точность определения возраста складывается из двух компонент, достоверности и разрешения, т. е. систематических и случайных ошибок. Рассмотрим результаты радиоуглеродного датирования в предложенных терминах. 

Радиоуглеродный анализ не свободен от систематических ошибок, связанных с изменением скорости образования ¹⁴С в атмосфере. К счастью, существует возможность коррекции этих отклонений с помощью калибровки датировок (более подробно см. здесь). Именно поэтому процедура калибровки представляет собой обязательную часть всех исследований, использующих радиоуглеродный метод. А вот оценка разрешающей способности этого метода не так однозначна. В современных лабораториях погрешность измерения возраста, т. е. именно случайная ошибка, составляет 1 – 2 %. Эта величина, безусловно, помещает радиоуглеродный анализ в список методов с высокой разрешающей способностью.

Однако для многих областей знаний, в первую очередь для археологии, точность оценки возраста радиоуглеродным методом остаётся недостаточной. 

В разговоре о достоверности радиоуглеродных датировок следует также помнить, что единичная датировка объекта может быть и ошибочна. Это связано с тем, что в основе метода лежит измерение крайне малых величин: напомню, что в атмосфере на один атом радиоуглерода приходится 1 000 000 000 000 атомов стабильных изотопов углерода, а после прекращения углеродного обмена объекта датирования с атмосферой это количество начинает довольно быстро уменьшаться. Вообще говоря, любые измерения должны выполняться в нескольких повторностях. Однако радиоуглеродный анализ во-первых довольно дорог, а во-вторых часто связан с ограниченностью доступного для датирования материала. И здесь возникает вопрос, а можно ли одновременно и увеличить надёжность датирования путём проведения повторных анализов, и улучшить разрешающую способность метода? 

Некоторые археологические памятники предоставляют такую возможность. Прежде всего отметим, что простое осреднение нескольких датировок лишь незначительно улучшает разрешение. А вот использование так называемых Байесовых статистик приводит к более существенным результатам. Чтобы не углубляться в математические детали, которые легко найти здесь, достаточно сказать, что теорема Т. Байеса позволяет ввести в процедуру калибровки радиоуглеродной датировки дополнительную информацию, известную нам из других источников. Например, если речь идёт об определении возраста погребения, мы можем быть уверены, что по крайней мере некоторые найденные в нём предметы имеют один и тот же возраст. Их и следует датировать. Программа OxCal (ссылка) позволяет провести калибровку этих датировок, исходя из предположения об их синхронности. Это ограничение (constraint), с одной стороны, существенно увеличивает разрешающую способность метода датирования, а с другой — позволяет провести статистический анализ согласованности полученных дат и определить резко отклоняющиеся значения (outliers). 

Другой объект, позволяющий использовать при калибровке дополнительную информацию, это остатки деревянных конструкций. Годичные кольца деревьев сами по себе предоставляют уникальную возможность для проведения дендрохронологического датирования. Для этого надо измерить ширину годичных колец данного образца и сравнить получившийся временной ряд с аналогичными рядами известного возраста. Однако последние, к сожалению, доступны далеко не во всех случаях. В таких случаях полезные результаты может дать соединение радиоуглеродного и дендрохронологического датирования. Эта процедура получила название wiggle matching (от wiggle — детские каракули или проведённая от руки кривая. Прихотливые изгибы калибровочной кривой, проведённой совсем не от руки, а  построенной в результате многолетних усилий большого коллектива авторов, лучше всего описывается именно этим словом). 

Для наглядности приведу пример конкретного исследования с использованием этого метода. Речь пойдёт о курганах из урочища Пазырык, давших название целой культуре, распространённой в Горном Алтае. Подробное изложение работы опубликовано И. Хайдас с соавторами (Hajdas et al., 2004). Большая часть курганов пазырыкской культуры была продатирована в последние годы дендрохронологическим методом, что позволило определить временные рамки её существования с большой точностью. Однако из-за ряда особенностей курганы из урочища Пазырык продатировать с помощью дендрохронологии пока не удалось. Надо отметить, что курганы этой культуры представляют собой погребальные камеры, сооружённые из брёвен лиственницы, перекрытые значительной каменной насыпью. Из кургана Пазырык 2 для радиоуглеродного датирования было отобрано 12 образцов древесины. Каждый образец был толщиной всего в несколько годичных колец. Более того, было определено  точное количество годичных колец между образцами. Это и есть та дополнительная информация, которая была введена при калибровке. Результат показан на рисунке 2.

Точки изображают радиоуглеродные датировки, а чёрная сплошная линия — калибровочную кривую. Зная точное расстояние в годах между отдельными датировками, программа OxCal может с большой точностью определить соответствующий им участок калибровочной кривой. В данном случае датировка самых последних годичных колец оказалась равной 300 +25/-28 лет до н. э. 

Здесь следует обратить внимание на ещё один важный момент. Участок калибровочной кривой, показанный на рисунке, имеет в левой части протяжённый почти горизонтальный участок. Это так называемое гальштадское плато, названное по имени европейской археологической культуры, построение абсолютной хронологии которой на протяжении долгого времени вызывало многочисленные проблемы. 

В самом деле, на рисунке 3 представлены результаты калибровки одной из датировок кургана Пазырык 2, попадающей на это плато. Хорошо видно, что прекрасная по своей точности радиоуглеродная датировка (2420 ± 40, ETH-19870, на рисунке показана красным) после калибровки превращается в распределение сложной формы, диапазон которого охватывает более 300 лет. Археологические артефакты, созданные, скажем, в 400 и 700 гг до н. э. могут иметь один и тот же радиоуглеродный возраст! Такая форма калибровочной кривой крайне затрудняет интерпретацию радиоуглеродных датировок этого времени и порождает многочисленные споры об абсолютной хронологии не только гальштадской, но и многих других культур середины I-ого тысячелетия до н. э. И она же, с другой стороны, позволяет получать очень точные оценки возраста памятников с помощью wiggle matching! 

Возвращаясь к теме вопроса, отмечу, что калибровочная кривая имеет похожее плато как раз около 300 – 500 лет назад,

поэтому применение wiggle matching для определения возраста древесины, использованной при строительстве предположительно 300 — 500 лет назад, представляет собой едва ли не единственный способ получить точную (во всех смыслах) оценку. Что касается количества образцов, необходимого для этой процедуры, то его верхняя граница определяется бюджетом исследовательского проекта и характером имеющегося материала, а нижняя – сущностью самого метода: значительное улучшение разрешающей способности может быть достигнуто при использовании результатов трёх – четырёх датировок.   

Эн.Снелл,доктор наук(геология),Университет Сиднея.Специалист по радиометрическому датированию,участник исследований радиоактивности в горных породах и радиоизотопному датированию.

Сегодня, радиоактивное датирование горных пород Земли, в понимании многих, очевидно, доказывает, что возраст Земли составляет миллиарды лет. Однако, большинство людей не имеют особого представления о методах радиоактивного датирования. Результаты подаются в такой ловкой и убедительной форме, особенно в глянцевых журналах и в музейной пропаганде, что никому и в голову не приходит задаться вопросом как работают эти методы датирования, на каких допущениях они основаны и насколько они надежны.

Однако, эти вопросы весьма уместны. Ответы на них не просто поучительны, но они ниспровергают утверждение эволюционных геологов о том,что возраст Земли составляет 4.5 миллиарда лет. Это, в свою очередь, позволяет доказательствам молодого возраста Земли и вселенной «свидетельствовать» громче в пользу библейской хронологии и возраста 7000 лет, который, разумеется, не оставляет времени для какого-бы то ни было сценария «большого взрыва» и эволюции «от молекул до человека».

Недавно, метод радиоактивного датирования, который геологи (и физики), наверное, считали самым надежным, попал под интенсивный «обстрел». Большой неожиданностью оказался тот факт, что атака была начата эволюционным геологом и была опубликована в светском научном журнале! Но об этом немного позже. Сначала давайте выясним как должны работать методы радиоактивного датирования.

Объяснение радиоактивного датирования

Некоторые разновидности (изотопы), «родительских» элементов, таких как уран, торий, калий и рубидий являются радиоактивными, потому что ядра их атомов нестабильны, что приводит к перегруппировке «частиц» ядра с течением времени (преимущественно нейтронов и протонов). Для достижения стабильности, некоторые «частицы» испускаются из атомов, и эти движущиеся «частицы» и являются той радиоактивностью, которую измеряют с помощью счетчиков Гейгера и других приборов. Конечным результатом являются стабильные атомы «дочерних» элементов – соответственно, свинец, аргон и стронций.

Таким образом, первой ступенью метода радиоактивного датирования является измерение количеств родительского и дочернего элементов (изотопов) в образце горной породы путем химического анализа. Это делается в специально оборудованных лабораториях с использованием сложных инструментов, обладающих очень высокой точностью, малой погрешностью и дающих результаты, которые не вызывают особых сомнений в отношении надежности химического анализа.

Однако, проблемы с радиоактивным датированием горных пород начинаются на стадии интерпретации результатов химических анализов изотопов радиоактивных родителей и образующихся дочерей. В процессе интерпретации, геохронологи должны сделать три обязательных допущения, без которых нельзя использовать радиоактивные «часы» для «определения» «возраста» горных пород. Эти допущения таковы:

1. Исходные условия известны

2. Система была замкнутой

3. Скорость радиоактивного распада оставалась постоянной

Чтобы облегчить понимание этих допущений, лучше всего объяснить их с помощью аналогии песочных часов (см. Рис. 1). Мелкие песчинки падают из верхней части стеклянного сосуда вниз с постоянной скоростью. В момент времени t= 0 песочные часы переворачиваются вверх дном и весь песок оказывается наверху. Ожидается, что через 1 час, т.е. к моменту t = 1 все песчинки упадут в нижний стеклянный сосуд.

Теперь мы видим, что эти «часы» работают, потому что известны начальные условия – все песчинки находятся в верхней секции стеклянной часов, а в нижней их нет. Если же в нижней секции песок есть, тогда необходимо знать его количество, иначе песочные «часы» не могут «сказать» сколько времени. Точно также, если система перестала быть закрытой (например, если песок был каким-то образом добавлен или изъят), тогда подсчет истекшего времени, основанный на сравнении количества песка в двух стеклянных секциях снова приведет к неправильному выводу. И наконец, если скорость перехода песчинок из верхней в нижнюю секцию меняется (например, когда из-за влаги песчинки слипаются в самом узком месте между секциями), тогда опять песчанные часы будут показывать неправильное время.

Недоказанные допущения

Радиоактивный распад «родительских» изотопов урана, тория, калия и рубидия до «дочерних» изотопов свинца, аргона и стронция, соответственно, аналогичен нашим песочным «часам» с тремя упомянутыми допущениями. Однако, можно показать, что в случае радиоактивных «часов», эти три допущения не просто непроверяемы, но полностью неверны, что делает радиоактивные «часы» практически бесполезными.

Что касается начальных условий, то ни один ученый не может знать какими они были на самом деле, потому что ученых на планете Земля не было в момент ее формирования. Например, количество дочернего изотопа, возникшего из родительского изотопа в результате радиоактивного распада неизвестно, потому что некоторое количество дочернего изотопа могло присутствовать вместе с родительским изотопом во время формирования Земли.

В результате, геохронологи приняли допущение, что изотопный состав урана, тория и свинца некоторых метеоритов идентичен первоначальному составу этих изотопов в ранний период формирования Земли. Такое допущение было принято на основе предположения о том, что эти метеориты являются фрагментами другой планеты солнечной системы похожей на нашу Землю, которая разрушилась в самый ранний период истории солнечной системы. Однако, не все метеориты имеют один и тот же состав изотопов урана, тория и свинца, поэтому возникает вопрос с какой стати у какой-то выбранной группы метеоритов состав должен считаться «правильным» и соответствующим Земному составу, в момент ее формирования, а у другой «неправильным»?

Более того, даже если современные ученые уверены в том,что у них есть методы (например, графические и математические) для определения того, сколько дочернего изотопа могло быть в начале формирования Земли или анализируемой горной породы, никто не может быть уверен в том, что «ответы» верны, поскольку ученых способных наблюдать первоначальные условия не было, несмотря на то, что научные вычисления могли быть весьма логичными.

Точно так же нельзя доказать, что эти радиоактивные системы оставались закрытыми в течение всех предполагаемых миллионов лет распада и перехода родительских изотопов в дочерние. Опять-таки, главная причина этого состоит в том, что ученый-наблюдатель, который бы подтвердил, что эти радиоактивные системы повсеместно оставались закрытыми в течение всей истории, отсутствовал. На самом же деле, данные свидетельствуют о совсем противоположном, а именно о том, что эти системы могли быть подвержены всем мыслимым внешним воздействиям.

Например, известно, что в естественной среде уран является довольно-таки мобильным элементом, особенно, если он находится в грунтовых водах у поверхности земли. Поэтому, если проба горной породы, анализируемая на предмет изотопов урана и свинца, взята из слоев, расположенных близко к поверхности, то допущение о том, что их количества определены только моментом формирования горной породы и ненарушенным радиоактивным распадом является неверным. Некоторое количество урана могло вымываться из пробы горной породы, что привело бы к завышению возраста, определенного методом радиоактивных «часов». Или уран мог быть частично приносим грунтовыми водами в пробу, где он отлагался и таким образом искусственно занижал оценку возраста.

И в самом деле, геохронологи часто наносят результаты химического анализа изотопов на графики в виде отношений, которые нередко показывают, что системы «родитель-дочь» не были замкнутыми. Более того, в процессе интерпретации этих графиков они утверждают, что способны оценить количественно потери или прибавки и, таким образом, преодолеть это препятствие и все-таки «прочесть» «радиоактивные часы». Однако, снова, такая интерпретация не решает проблемы нарушения условия замкнутости и не может быть доказанной, но попросту принимается на веру, потому что создает видимость, что радиоактивные «часы» работают.

Наконец последнее допущение состоит в том, что скорости радиоактивного распада оставались постоянными. Однако, опять-таки, это допущение невозможно доказать, потому что в течении истории Земли некому было производить замеры скорости распада, регулярно наблюдать и записывать результаты.

Геохронологи и физики особенно любят заявлять, что скорости радиоактивного распада старательно измерялись в лабораторных условиях в течение последних 80-90 лет, и что значительных вариаций обнаружено не было. Но главное возражение состоит в том, что 80-90 лет измерений экстраполируются назад во времени к моменту возникновения Земли, которое, как полагают эволюционисты, произошло 4.5 миллиардов лет назад. Это — колоссальная экстраполяция. Если ученые или математики попробовали бы экстраполировать результаты на протяжении стольких порядков величины в любой другой области научных исследований, принимая допущение о непрерывности результатов в такой гигантский период ненаблюдаемого времени, то коллеги их бы просто «освистали». Тем не менее, геохронологам разрешено безнаказанно это делать, потому что дает желаемые миллионы и миллиарды лет, которые так нужны эволюционистам, и потому что это позволяет считать, что радиоактивные «часы» работают!

Итак, мы видим, что ни одно из этих трех фундаментальных допущений без которых не обходится ни один из радиоактивных методов, не может быть доказано. Более того, мы также видим, что каждое их этих трех допущений недействительно, не только из-за отсутствия ученых, которые бы могли наблюдать за событиями с момента образования Земли, и зарегистрировать все, что повсеместно происходило с тех пор, но и потому что мы знаем, что есть наблюдения, которые противоречат этим допущениям.

Изохронный метод датировки

Помимо проблемы начальных условий, главная трудность с которой сталкиваются геохронологи состоит в том, что геологические системы всегда открыты для внешних воздействий. Поэтому анализ радиоизотопов часто дает результаты, отражающие потери или добавление либо родительского, либо дочернего изотопа, что всегда вызывает подозрения, если радиоактивный возраст определен только один раз. Геохронологи пытаются разрешить эту проблему путем многократного определения радиоактивного возраста в группе образцов данной горной породы в надежде уловить закономерность, которая позволила бы вычислить искомый «правильный» возраст.

Если такой множественный анализ различных проб горной породы, и минералов внутри каждой пробы, относится только к одному и тому же геологическому блоку, тогда геохронологи могут использовать метод, который называется изохронным методом определения возраста. Считается, что этот метод позволяет обойти некоторые наиболее неопределенные допущения обычного метода определения возраста и тем самым повышает степень уверенности в полученной оценке «возраста». В итоге, геохронологи отдают предпочтение этому изохронному методу, который теперь очень популярен, особенно в отношении изотопных систем рубидия-стронция, самария-неодима и урана-свинца.

Изохронный метод работает следующим образом. Если аккуратно отобрать несколько проб горной породы из одного геологического блока, то можно предположить, что все пробы горной породы в этом блоке сформировались в одно и то же время, и, следовательно, имеют одинаковый возраст. Однако, по опыту известно, что каждая проба горной породы отличается по количественному содержанию дочерних и родительских изотопов.

Затем строится график, на котором отложены значения количества дочернего изотопа против количества родительского изотопа, то есть изотопный анализ каждой пробы становится представленным одной точкой на графике. Нередко эти точки-значения данных, отложенные на графике дочернего изотопного состава против родительского состава образуют линейное множество, через которое можно провести прямую линию с большой степенью приближения точек к линии, как показано на Рисунке 2. Это происходит потому, что пробы с большим количеством родительского изотопа соответственно имеют и большие количества дочернего изотопа, а пробы с меньшим количеством родительского изотопа соответственно имеют меньшие количества дочернего изотопа, допуская, конечно, что весь дочерний изотоп образовался в результате радиоактивного распада родительского изотопа.

Затем эта линия интерпретируется как следствие радиоактивного распада, так что по ней можно определить «возраст». Поскольку предполагается, что все эти пробы горной породы сформировались в одно и тоже время, потому что они принадлежат к одному и тому же геологическому блоку, эта линия называется «изохрон» (от греческих isos = равный и hronos = время) или линией одинакового возраста. Более того, можно показать математически, что наклон линии пригоден для подсчета изохронного «возраста» геологического блока из которого взяты пробы горной породы.

Этот метод приобрел популярность потому,что он не требует допущений или знания исходных условий родительского и дочернего изотопов. Более того, поскольку аналитическое оборудование определяет изотопное отношения, а не абсолютное количество изотопов, родительский и дочерний изотопы обычно представляются как отношения к котрольному изотопу, чье количество не подвержено влиянию радиоактивного распада, что гарантирует простоту в использовании метода и большую надежность результатов.

Хотя допущения постоянства скорости распада и закрытости системы по-прежнему необходимы, изохронный метод имеет два других жизненно важных допущения – образцы горной породы должны представлять один и тот же блок, который сформировался в одно и то же геологическое время, а дочерний изотоп был равномерно распределен между всеми пробами в момент формирования блока горной породы. Из-за кажущегося «успеха» изохронного метода, он стал основой радиоактивного датирования в геологии в последние годы.

Сомнения в надежности изохронного метода

Однако, именно этот метод изохронного датирования недавно подвергся серьезной «атаке». Сотрудник Геохимического института университета Геттингена в Германии, И. Ф. Женг (Y. F. Zheng) написал в международном журнале Химическая Геология следующее:

«Рубидиево-стронциевый (Rb-Sr) изотопный метод до сих пор являлся одним из наиболее важных подходов в изотопной геохронологии. Но в настоящее время, некоторые из его главных допущений подвергаются сомнению. В своем первоначальном виде этот метод принимал допущение что анализируемая система имеет: (1) один и тот же возраст; (2) одно и то же отношение 87Sr/86Sr; (3) действовала как замкнутая система. Кроме того, характер расположения экспериментальных точек относительно прямой линии на графике 87Sr/86Sr – 87Rb/86Sr служил проверкой этих допущений. Однако, по мере того как этот метод постепенно применяли ко все большему диапазону геологических проблем, вскоре стало ясно, что линейная связь между отношениями 87Sr/86Sr и 87Rb/86Sr иногда дает аномальный изохрон, не имеющий четкого геологического смысла. В литературе было опубликовано несколько аномальных изохронов и предложены новые термины, такие как видимый изохрон (Baadsgaard et al., 1976), изохрон мантии и псевдоизохрон (Brooks et al. 1976 а,b), вторичный изохрон (Field and Ra-Heim, 1980), наследованный изохрон (Roddick and Compston, 1977), источниковый изохрон (Compston and Chappell, 1979), изверженный изохрон (Betton, 1979; Munksgaard, 1984), смешанная линия (Bell and Powell, 1969; Faure, 1977; Christoph, 1986), и смешанный изохрон (Zheng, 1986; Qin, 1988). Оказалось, что даже группу проб, которые не имели одинакового возраста и одинаковых начальных отношений 87Sr/86Sr можно было подогнать под изохрон, как, например, в случае с воздушными изохронами (Kohler and Muller-Sohnius, 1980; Haack et al., 1982).»

Далее он продолжил:
«Очевидно, что теоретическая основа классического изохрона Rb-Sr теперь подвергается пересмотру, а также обнаруживаются некоторые ограничения его фундаментальных допущений… Часть материала, который содержит данная статья не является новой для изотопных геохронологов, но здесь впервые все собрано воедино, и данные рассматриваются в контексте обобщенных моделей рубидиево-стронциевого датирования.»

Однако, статья И. Ф. Женга, на самом деле, не является первой статьей, в которой проблемы метода изотопного датирования получили всестороннее рассмотрение и математическую обработку. На самом деле, первыми, кто полностью выявил проблемы метода изохронного датирования были ученые-креационисты. В серии коротких статей, опубликованных в журнале Новости библейской науки (the Bible-Science Newsletter) в 1981 году, доктор Рассел Арндс (Russell Arndts), профессор химии в Государственном университете Сент Клауд штата Миннесота (St Cloud University), и доктор Уильям Оверн (William Overn) бывший инженер и физик Национального Управления Аэронавтики и Космоса (NASA), показали, что изохроны, на самом деле, часто возникали в результате смешения радиоизотопов взятых из источников разного происхождения. Они также продемонстрировали это на примерах из геологической литературы. Их вывод был таков:

«Ясно, что смешивание прежде существовавших материалов породит линейное множество изотопных отношений. Нам не нужно принимать допущение, что изотопы, которых считают дочерними изотопами, на самом деле появились в горной породе в результате радиоактивного распада. Таким образом, допущение огромных возрастов остается недоказанным. Прямые линии, которые казалось, придают смысл радиометрическим данным, с легкостью объясняются простым перемешиванием.»

Далее они предполагают, что концепция смешивания материала на больших пространствах вероятно указывает на то, что Земля претерпела широкомасштабное перемешивание. Такие процессы, конечно же, не всегда подразумевают физическое перемещение горной породы, породообразующих компонентов, например, минеральных зерен или расплавленных материалов, но чаще связаны с перемешиванием химических компонентов потоками жидкостей, главным образом, воды текущей через горные породы. И. Ф. Женг соглашается с этим в своей статье, когда говорит о таких геологических процессах как гидротермальное модифицирование (воздействие горячей водой), метасоматизм и метаморфизм. Два последних процесса включают в себя изменения в горных породах, вызванные жидкостями, температурой и давлением. Женг допускает следующее:

«В некоторых случаях добавление или потери Rb и Sr в горных породах так обычны, что линейное множество может появиться на обычной изохронной диаграмме. Ложный изохрон возникнет в результате модификации горных пород, а оценки возраста и начального отношения 87Sr/86Sr тогда тоже окажутся ложными.»

В конце своей статьи Женг написал:

«В заключение надо сказать, что некоторые основополагающие допущения общепринятого Rb-Sr- изохронного метода должны быть изменены, а наблюдаемый изохрон определенно не дает надежную оценку возраста данной геологической системы, даже если получена хорошая корреляция между экспериментальными точками отношений 87Sr/86Sr и 87Rb/86Sr. Эту проблему нельзя упускать из виду, в особенности при численной оценке временной шкалы. Сходные проблемы могут возникнуть при использовании Sm-Nd и U-Pb изохронных методов.»

И чтобы еще точнее и яснее выразить ту же мысль, Женг написал в резюме своей статьи следующее:

«Поскольку невозможно разделить настоящий и ложный изохроны опираясь только на данные изотопов рубидия и стронция, необходимо подходить с осторожностью при определении рубидий-стронциего изохронного возраста любой геологической системы.»

Трудно подыскать более выразительное и полное «разрушение» метода изохронного датирования! Заметьте, что Женг распространяет свою критику на традиционный метод урана-свинца (U-Pb) и, ныне модный, изохронный метод самария-неодима (Sm-Nd).

Выводы

Если учесть критику изложенную выше эволюционистом геохимиком-геохронологом в открытой научной литературе, то возникает вопрос как скоро геохронологи всего мира возьмутся за тщательный пересмотр изохронного метода и его результатов, полученных в последние десятилетия? Конечно же отказ от этого метода вряд ли будет одобрен, потому что это будет означать отказ от концепции, которая стала одним из краеугольных камней всего эволюционного понимания геологического развития Земли с его масштабом в миллионы лет.

Тем не менее, эта «атака» на радиоактивное датирование, предпринятая эволюционистом в открытой научной литературе служит своевременным напоминанием о том, что такие методы имеют серьезные проблемы. Христиане не должны идти на компромисс с эволюционистской временной шкалой, получившей обоснование в ошибочных методах датировки. Напротив,мы должны быть уверены в 7000-летней хронологии, которая дана нам Творцом в Его записанном свидетельстве произошедших событий. Более того, наш Творец дал нам многочисленные научные доказательства того, что Его Слово остается правильным с самого начала.