Ця стаття складається із трьох частин. Для правильного розуміння даного матеріалу ми радимо прочитати цикл повністю.

Багато людей вважають, що вік порід у «мільйони років» визначено на основі радіовуглецевого датування (аналіз за вуглецем-14). Але це не так. Причина проста. Вуглець-14 може існувати тільки «тисячі років», перш ніж розпадеться.

Найвідомішим з усіх методів радіометричного датування є радіовуглецеве датування. Хоча багато людей вважають, що цей метод використовують для визначення віку гірських порід, насправді його застосування обмежується датуванням речей, які містять у собі вуглець і колись були живими (наприклад, скам'янілості).

Як утворюється вуглець-14

На відміну від радіоактивного карбону (¹⁴C), інші радіоактивні елементи, що використовуються для датування порід — уран (²³⁸U), калій (⁴⁰K) та рубідій (⁸⁷Rb) — наскільки ми знаємо, на Землі не утворюються. Тому логічно припустити, що Бог, ймовірно, створив ці елементи на початку історії Землі.

На відміну від них, радіоактивний вуглець постійно утворюється сьогодні у верхніх шарах атмосфери Землі. І наскільки нам відомо, радіовуглець формувався таким чином з тих пір, як атмосфера була створена ще на другий день створення Землі (частина простору, або тверді, описана в книзі Буття 1:6-8).

То як саме утворюється радіоактивний вуглець-14? 

Радіоактивний вуглець утворюється, коли космічні промені із зовнішнього простору постійно бомбардують верхні шари атмосфери Землі, виробляючи нейтрони (субатомні частинки, що не мають електричного заряду), які швидко рухаються.¹ Нейтрони на великій швидкості стикаються з атомами азоту-14, найбільш поширеним елементом у верхній атмосфері, перетворюючи їх в атоми радіоактивного вуглецю (вуглецю-14).

Оскільки атмосфера складається приблизно з 78% азоту,² виробляється багато радіоактивних атомів — загалом близько 16,5 фунтів (7,5 кг) на рік. Вони швидко поєднуються з атомами кисню (другим найбільш поширеним елементом у атмосфері (21%), утворюючи вуглекислий газ (СО₂).

Діоксид вуглецю, який містить радіоактивний вуглець-14, хімічно не відрізняється від звичайного вуглекислого газу в атмосфері, який трохи легший, оскільки  містить звичайний вуглець-12, що має на два протони менше. Радіоактивні та нерадіоактивні діоксиди поєднуються в атмосфері і розчиняються в океанах.

Через фотосинтез вуглекислий газ потрапляє у рослини та водорості, вносячи радіоактивний вуглець у харчовий ланцюжок. Радіоактивний вуглець потрапляє до організму тварин, коли ті їдять рослини. 

Визначення періоду напіврозпаду радіоактивного вуглецю

Після утворення радіоактивного вуглецю, ядра атомів вуглецю-14 нестабільні, тому з часом вони прогресивно розпадаються до ядер стійкого азоту-14.³ Нейтрон розпадається на протон та електрон, і електрон викидається. Цей процес називається бета-розпадом. Викинуті електрони називаються бета-частинками і утворюють, так зване, бета-випромінювання.

Не всі атоми радіоактивного вуглецю розпадаються одночасно. Різні атоми вуглецю-14 переходять у азот-14 в різний час, що пояснює, чому розпад вважається випадковим процесом.

Для вимірювання швидкості розпаду відповідний детектор фіксує кількість бета-частинок, що викидаються з виміряної кількості вуглецю протягом певного періоду часу, наприклад за місяць (для ілюстрації). Оскільки кожна бета частинка являє собою один атом вуглецю-14, що розпався, ми знаємо, скільки атомів вуглецю-14 розпадається протягом місяця.

Хіміки вже визначили, скільки атомів знаходяться в певній масі кожного елемента, наприклад, вищезгаданого карбону.⁴ Отже, якщо ми зважуємо кусочок вуглецю, то можемо розрахувати, скільки у ньому міститься атомів.

Якщо ми знаємо, яка частка атомів цього хімічного елементу є радіоактивною, то також можемо розрахувати, скільки радіоактивних вуглецевих атомів перебуває в одиниці маси. Знаючи кількість атомів, що розпалились у нашому зразку протягом місяця, ми можемо розрахувати швидкість розпаду радіоактивного вуглецю.

Стандартний спосіб вираження швидкості розкладання називається періодом напіврозпаду.⁵ Він визначається як час, який потрібен для розпаду половини заданої кількості радіоактивного елемента. Отже, якщо б ми почали з 2 мільйонів атомів вуглецю-14 в нашій вимірюваній кількості, то період напіврозпаду радіоактивного вуглецю буде тим часом, який необхідний для розпаду половини (тобто 1 мільйона) цих атомів. 

Період напіврозпаду радіоактивного вуглецю (швидкість розпаду) становить 5730 років.

Використання вуглецю-14 для визначення віку об'єктів

Далі мова піде про те, як вчені використовують ці знання на сьогоднішній день. Якщо вуглець-14 утворюється з постійною швидкістю протягом дуже довгого часу і постійно додається в біосферу, то його рівень в атмосфері повинен залишатись постійним.

Якщо рівень постійний, живі рослини та тварини повинні також підтримувати у собі постійний рівень цього елемента. Причиною є те, що, поки організм живий, він замінює кожну молекулу вуглецю-14, яка розпалася до азоту, на нову.

Проте після загибелі рослини і тварини більше не замінюють молекули, які зазнали розпаду. Замість цього атоми радіоактивного карбону в їхніх тілах повільно розпадаються, тому з часом співвідношення радіоактивних атомів до звичайних стабільно зменшується.

Припустимо, що ми, знайшовши череп мамонта, хочемо визначити, як давно тварина жила. Ми можемо виміряти в лабораторії кількість атомів вуглецю-14, яка досі перебуває у черепі. Якщо припустити, що на момент смерті мамонт мав у своїх кістках таку ж кількість атомів вуглецю-14, що і сьогодні мають живі тварини (приблизно один атом вуглецю-14 на кожен трильйон атомів вуглецю-12), то, оскільки ми також знаємо період напіврозпаду радіовуглецю, можемо розрахувати, як давно загинув мамонт. Це дуже просто.

Цей метод датування схожий на принцип, що лежить у пісочному годиннику.⁶ Піщинки у верхній чаші на самому початку – це атоми вуглецю-14 у живому мамонті перед тим, як він загинув. Припускається, що кількість атомів вуглецю-14 така ж, як і у слонів, що живуть сьогодні. З часом ці піщинки падають до нижньої чаші: так нова кількість піщинок у верхній частині годинника представляє собою атоми вуглецю-14, що залишилися в черепі мамонта, коли ми його знайшли.

Різниця в кількості піщинок — це число атомів вуглецю-14, які розпалися до азоту-14 після смерті мамонта. Оскільки ми виміряли швидкість падіння піщинки (швидкість розпаду радіовуглецю), то можемо потім розрахувати, скільки часу було потрібно для розпаду атомів вуглецю-14, тобто скільки років назад загинув мамонт.

Ось так працює радіовуглецевий метод. А оскільки період напіврозпаду вуглецю-14 становить лише 5730 років, цей метод придатний лише для датування матеріалів, вік яких становить лише декілька тисяч років, однак не мільйони. Саме останні суперечать рамкам земної історії, представленої в Біблії, яка є Божим оповідачем історії.