Эта статья состоит из трех частей. Для правильного понимания данного материала мы советуем прочитать цикл полностью.

Многие считают, что породы датируются «миллионами лет» на основе радиоуглеродного анализа (датировка по углероду-14). Но это не так. Причина проста. Углерод-14 может существовать только «тысячи лет», прежде чем распадется.

Самым известным из всех методов радиометрического датирования является радиоуглеродное датирование. Хотя многие считают, что радиоуглеродное датирование используется для определения возраста горных пород, оно ограничивается датированием вещей, которые включают в себя углерод и были когда-то живыми (например, окаменелости).

Как образуется углерод-14

В отличие от радиоактивного углерода (¹⁴C), другие радиоактивные элементы, которые используются для датирования камней – уран (²³⁸U), калий (⁴⁰K) и рубидий (⁸⁷Rb) – насколько мы знаем, на Земле не образуются. Следовательно можно предположить, что Бог, вероятно, создал эти элементы в самом начале истории Земли.

В отличие от них, радиоактивный углерод постоянно образуется сегодня в верхних слоях атмосферы Земли. И, насколько нам известно, он формировался таким образом с тех пор, как атмосфера была создана еще на Второй день сотворения Земли (часть пространства, или тверди, описанная в Книге Бытие 1:6-8).

Так как же образуется радиоактивный углерод-14? 

Радиоактивный углерод образуется, когда космические лучи с внешнего пространства постоянно бомбардируют верхние слои атмосферы Земли, производя нейтроны (субатомные частицы, не имеющие электрического заряда), которые быстро двигаются.¹ Нейтроны на большой скорости сталкиваются с атомами азота-14, наиболее распространенным элементом в верхней атмосфере, превращая их в атомы радиоактивного углерода (углерода-14).

Поскольку атмосфера состоит примерно из 78% азота,² вырабатывается много радиоактивных атомов – всего около 16,5 фунтов (7,5 кг) в год. Они быстро соединяются с атомами кислорода (вторым наиболее распространенным элементом в атмосфере, 21%), образуя углекислый газ (СО₂).

Диоксид углерода, теперь с радиоактивным углеродом-14, химически не отличается от обычного углекислого газа в атмосфере, хотя он немного тяжелее, поскольку имеет на два протона больше, чем обычный углерод-12. Радиоактивные и нерадиоактивные диоксиды углерода объединяются в атмосфере и растворяются в океанах.

Через фотосинтез углекислый газ попадает в растения и водоросли, внося радиоактивный углерод в пищевую цепочку. Радиоактивный углерод попадает в организмы животных, когда те потребляют растения.

Определение периода полураспада радиоактивного углерода

После образования радиоактивного углерода, ядра атомов углерода-14 нестабильны, поэтому со временем они прогрессивно распадаются до ядер устойчивого азота-14.³ Нейтрон распадается на протон и электрон, и электрон выбрасывается. Этот процесс называется бета-распадом. Выброшенные электроны называются бета-частицами и образуют так называемое бета-излучение.

Не все атомы радиоактивного углерода распадаются одновременно. Различные атомы углерода-14 переходят обратно в азот-14 в разное время, что объясняет, почему распад считается случайным процессом.

Для измерения скорости распада соответствующий детектор фиксирует количество бета-частиц, выбрасываемых из подсчитанного количества углерода в течение определенного периода времени, например за месяц (для иллюстрации). Поскольку каждая бета частица являет собой один атом углерода-14, который распался, мы знаем, сколько атомов углерода-14 распадается в течение месяца.

Химики уже определили, сколько атомов находится в определенной массе каждого элемента, например, вышеупомянутого углерода.⁴ Итак, если мы взвешиваем кусочек углерода, мы можем рассчитать, сколько в нем есть атомов.

Если мы знаем, какая доля атомов углерода является радиоактивной, мы можем рассчитать, сколько их находится в единице массы. Зная количество атомов, которые распались в нашем образце в течение месяца, мы можем рассчитать скорость распада радиоактивного углерода.

Стандартный способ выражения скорости разложения называется периодом полураспада.⁵ Он определяется как время, которое требуется для распада половины заданного количества радиоактивного элемента. Итак, если мы начнем с 2-х миллионов атомов углерода-14 в нашем измеряемом количестве, то период полураспада будет тем временем, которое необходимо для распада половины (т.е. 1 миллиона) этих атомов. 

Период полураспада радиоактивного углерода (скорость распада) составляет 5730 лет.

Использование углерода-14 для определения возраста объектов

Далее речь пойдет о том, как ученые используют эти знания на сегодняшний день. Если углерод-14 образуется с постоянной скоростью в течение очень долгого времени и постоянно добавляется в биосферу, то его уровень в атмосфере должен оставаться постоянным.

Если уровень постоянен, живые растения и животные должны также поддерживать в себе постоянный уровень углерода-14. Это происходит по причине того, что пока организм жив, он заменяет каждую молекулу углерода-14, которая распалась до азота, на новую.

Однако после гибели растения и животные больше не заменяют молекулы, которые подверглись распаду. Вместо этого, атомы радиоактивного углерода в их телах медленно распадаются, поэтому со временем соотношение атомов радиоактивного углерода-14 к обычных атомах стабильно уменьшается.

Предположим, что мы нашли череп мамонта и хотим определить, как давно животное жило. Мы можем измерить в лаборатории количество атомов углерода-14, которое до сих пор находятся в черепе. Если предположить изначально мамонт имел в своих костях такое же количество атомов углерода-14, как и сегодня имеют живые организмы (примерно один атом углерода-14 на каждый триллион атомов углерода-12), то, поскольку мы также знаем период полураспада радиоактивного углерода, мы можем рассчитать, как давно умер мамонт. Это очень просто.

Этот метод датирования похож на принцип, лежащий в песочных часах.⁶ Песчинки в верхней чаше в самом начале представляют атомы углерода-14 в живом мамонте перед тем, как он погиб. Предполагается, что количество атомов углерода-14 такое же, как и у слонов, живущих сегодня. Со временем эти песчинки падают в нижнюю чашу: так новое количество песчинок в верхней чаше часов представляет собой атомы углерода-14, которые остались в черепе мамонта, когда мы его нашли.

Разница в количестве песчинок – это число атомов углерода-14, которые распались до азота-14 после смерти мамонта. Поскольку мы измерили скорость падения песчинки (период полураспада радиоактивного углерода), мы можем затем рассчитать, сколько времени потребовалось для распада атомов углерода-14, то есть сколько лет назад погиб мамонт.

Вот так работает радиоуглеродный метод. А поскольку период полураспада углерода-14 составляет всего 5730 лет, этот метод пригоден лишь для датирования материалов, возраст которых составляет несколько тысяч, но не миллионы лет. Именно последнее противоречит рамкам земной истории, представленной в Библии, которая является Божьим рассказом истории.