Методи датування

Статті / Вік Землі / Методи датування / Проблема радіоактивного «датування» /

Проблема радіоактивного «датування»

Малюнок 1. Розташування гори Нгаурухое, центральна частина Північного острова, Нова Зеландія.Нещодавні потоки лави в Новій Зеландії дають «вік» у мільйони років

Вулкан Нгаурухое (Mt Ngauruhoe), розташований приблизно в центрі новозеландського Північного острова, – найновіший і один із найактивніших вулканів Нової Зеландії (мал. 1 і 2). Він не так широко відомий, як його більший сусід – вулкан Руапеху (Mt Ruapehu), з якого за останні п'ять років кілька разів були виверження. [Після написання цієї статті вулкан Нгаурухое здобув всесвітню популярність як джерело натхнення для вулкана Дум у фільмах Пітера Джексона «Володар перстенів» (2001-2003). Зйомки гори Дум включали як гору Нгаурухое, так і гору Руапеху, plus CGI. – Редактор].

Вулкан Нгаурухое являє собою великий, майже ідеальний конус, що височіє над навколишнім ландшафтом більш ніж на 1000 метрів й досягає висоти 2 291 м над рівнем моря1 (мал. 3). Виверження з центрального кратера шириною 400 м сформували круті (33°) зовнішні схили конуса.

Вважається, що гора Нгаурухое активна вже щонайменше 2 500 років. З 1839 року, коли європейські поселенці вперше зафіксували виверження пари, минуло понад 70 вивержень.2 Звичайно, до цього маорі були свідками багатьох вивержень цієї гори. Перше виверження лави, побачене європейцями, відбулося 1870 року.3 Потім виверження попелу відбувалися кожні кілька років аж до великого вибухового виверження в квітні-травні 1948 року, після якого лава потекла по північно-західних схилах в лютому 1949 року2 3 Об'єм лави оцінюється приблизно в 575 000 м³.

Виверження, що тривало з 13 травня 1954 року до 10 березня 1955 року, розпочалося з вибухового викиду попелу та валунів.2 3 Потім з кратера витекло майже 8 мільйонів м³ лави у вигляді 17 окремих потоків вМалюнок 2. Аерофотознімок вулканів Нгаурухое (на передньому плані) і Руапеху (на задньому плані) з видом на південь під час сходу сонця. наступні дати 1954 року:

• 4, 30 червня

• 8, 9, 10, 11, 13, 14, 23, 28, 29, 30 липня

• 15(?), 18 серпня

• 16, 18, 26 вересня

Ці потоки й сьогодні можна розрізнити на північно-західному та західному схилах Нгаурухое (мал. 4). Потік 18 серпня мав товщину понад 18 м й залишався теплим майже рік після згущення. Вибухи попелу завершили цей тривалий період виверження.

Після цього Нгаурухое практично безперервно горів, що супроводжувалося безліччю невеликих вивержень попелу2 (мал. 5). В січні та березні 1974 року внаслідок вивержень, що супроводжувалися сильними вибухами, в атмосферу було викинуто велику кількість попелу у вигляді стовпа й лавин, що збігали з боків конуса. Брили вагою до 1000 тонн були викинуті на відстань 100 м. Однак найсильніші вибухи сталися 19 лютого 1975 р., що супроводжувалися тим, що очевидці описували як атмосферні ударні хвилі.4 Блоки до 30 м в поперечнику були катапультовані на відстань до 3 км. Висота шлейфу виверження становила 11-13 км.

Малюнок 3. Гора Нгаурухое в північному напрямку від гори Руапеху.Турбулентні лавини попелу й брил зносилися з боку Нгаурухо зі швидкістю близько 60 км на годину.2 За оцінками, за 7 годин було викинуто не менше 3,4 млн м³ попелу й каміння.4 Після цього виверження більше не відбувалися.

Датування гірських порід

Радіоактивне датування загалом залежить від трьох основних припущень:

1. Коли порода формується (твердне), в ній мають бути тільки батьківські радіоактивні атоми й жодних дочірніх радіогенних (отриманих в результаті радіоактивного розпаду іншого елемента) атомів;5Малюнок 4. Вид з долини Мангатеопопо біля основи гори Нгаурухое, де видно темнішого кольору нещодавні лавові потоки на її північно-західних схилах.

2. Після затвердіння порода повинна залишатися закритою системою, тобто ні батьківські, ні дочірні атоми не повинні додаватися в породу або видалятися з неї під впливом зовнішніх чинників, таких як ґрунтові води, що просочуються;

3. Швидкість радіоактивного розпаду повинна залишатися постійною.

Якщо будь-яке з цих припущень порушується, то метод не працює, й усі «дати» виявляються помилковими.

Калій-аргоновий (K-Ar) метод датування часто використовується для датування вулканічних порід (і, відповідно, скам'янілостей в них чи поблизу). При використанні цього методу припускається, що в момент утворення в породах не було дочірнього радіогенного аргону (⁴⁰Ar*).6 Для вулканічних порід, що остигають з розплавленого стану, це припущення здається цілком розумним. Оскільки аргон – газ, він повинен випаровуватися в атмосферу під впливом високої температури лави. Звичайно, жоден геолог не зміг перевірити це припущення, спостерігаючи за стародавніми лавами в час їхнього охолодження, але ми можемо вивчати сучасні лавові потоки.

Калій-аргонові «дати»  

Малюнок 5. Невелике виверження попелу, вулкан Нгаурухое. Малюнок 6. Вставка: Андезит з потоку 30 червня 1954 року, гора Нгаурухое, розглянутий за 60-кратного збільшення під геологічним мікроскопом. Різні мінерали мають різний колір. Усі вони вкраплені в дрібнозернисту матрицю.

Під час польових робіт у січні 1996 року було зібрано 11 зразків з п'яти нещодавніх лавових потоків – по два з потоків 11 лютого 1949 року, 4 червня 1954 року, 14 липня 1954 року і з лавових відкладень 19 лютого 1975 року, і три з потоку 30 червня 1954 року7 (мал. 6). Темніші молоді лави було добре видно, й кожна з них легко ідентифікувалася (за допомогою карт) на північно-західних схилах на тлі світліших старих частин конуса (мал. 4 й 7). Усі потоки, як правило, складалися з перемішаних блоків застиглої лави, що призвело до утворення грубих, зазубрених, клінкерних поверхонь (мал. 8).

Зразки поступово відправляли партіями в Geochron Laboratories в Кембриджі, Бостон (США), для датування цільної породи калій-аргоном (K-Ar) – спочатку шматочок одного зразка з кожного потоку, потім шматочок другого зразка з кожного потоку після отримання першого набору результатів, і, нарешті, шматочок третього зразка з потоку 30 червня 1954Малюнок 7. Карта північно-західних схилів гори Нгаурухое із зображенням лавових потоків 1949 й 1954 років та лавових відкладень 1975 року.3 4 року.7 Для перевірки узгодженості результатів усередині зразків другі шматочки двох зразків лави з потоку 30 червня 1954 року також були відправлені на аналіз.

Geochron – поважна комерційна лабораторія, керівник якої має докторський ступінь в галузі K-Ar датування. Лабораторії не надали жодної конкретної інформації про місцезнаходження або передбачуваний вік. Однак зразки були описані як, ймовірно, молоді, з дуже малим вмістом аргону, щоб забезпечити додаткову обережність при проведенні аналітичних робіт.

Дати, отримані в результаті K-Ar-аналізу, наведені в таблиці 1.7 Вік порід, що охололи з лави 25-50 років тому, варіює від <0,27 до 3,5 (± 0,2) млн років. Один зразок з кожного потоку дав «вік» <0,27 або <0,29 млн років, тоді як всі інші зразки дали «вік» в мільйони років. Усі зразки з низьким «віком» були оброблені в лабораторії в одній партії, що свідчить про систематичну проблему в лабораторії. Керівник лабораторії люб'язно перевірив ще раз своє обладнання й повторно обробив кілька зразків, отримавши аналогічні результати. Це виключило систематичну помилку лабораторії та підтвердило, що низькі результати були реальними. Ба більше, повторні вимірювання вже проаналізованих зразків (A#2 і B#2 в Таблиці 1) не дали таких самих результатів, але це не дивно, з огляду на аналітичні похибки за такого низького вмісту аргону. Очевидно, що вміст аргону в цих породах сильно варіює. Деякі геохронологи скажуть, що <0,27 млн років – це правильна «дата», але звідки їм знати, що 3,5 млн років – це не правильний «вік», якщо вони не знають, що лавові потоки були недавніми?!

Оскільки відомо, що вік цих порід становить менш як 50 років, з аналітичних даних випливає, що ці K-Ar «дати» зумовлені «надлишком» аргону, отриманим з джерела магми в глибині Землі.7 Таким чином, коли лави охололи, вони містили помітні (ненульові) концентрації «нормального» ⁴⁰Ar, який не відрізняється від дочірнього радіогенного ⁴⁰Ar*, отриманого внаслідок радіоактивного розпаду материнського ⁴⁰K. Це порушує припущення (1) радіоактивного датування, й тому метод K-Ar не витримує критики. Відомо, що такий самий збій відбувається й в багатьох інших породах, включно з недавніми вулканічними породами,8 так і давніми породами земної кори.9

K-Ar (калій-аргоновий) метод датування

Скам'янілості майже ніколи не датуються радіометричними методами, оскільки вони рідко містять відповідні радіоактивні елементи. Поширеним способом датування скам'янілостей (й порід, що не містять радіоактивних елементів) є «датування» відповідної вулканічної породи. Для цього зазвичай використовується метод K-Ar. Він залежить від швидкості розпаду радіоактивного калію на газ аргон.

Метод K-Ar заснований на припущенні, що «годинник» починає «цокати» в той момент, коли порода твердне. Тобто передбачається, що спочатку аргону, отриманого в результаті радіоактивного розпаду, не було, але після того, як лава охолола й затверділа, аргон, що утворився в результаті радіоактивного розпаду, не зміг випаруватися й почав накопичуватися. Однак добре відомо, що якщо радіометрична «дата» суперечить викопному (еволюційному) віку, то така дата відкидається як помилкова. Див. Lubenow, M., The pigs took it all, Creation 17(3):36-38, 1995.

Дата Потока

Зразок

Лабораторний код

K–Ar «вік» (млн років)

11 лютого 1949

А

R-11714

<0.27

В

R-11511

1.0 ± 0.2

4 червня 1954

А

R-11715

<0.27

В

R-11512

1.5 ± 0.1

30 червня 1954

A #1

R-11718

<0.27

A #2

R-12106

1.3 ± 0.3

B #1

R-12003

3.5 ± 0.2

B #2

R-12107

0.8 ± 0.2

C

R-11513

1.2 ± 0.2

14 липня 1954

A

R-11509

1.0 ± 0.2

B

R-11716

<0.29

19 лютого 1975

A

R-11510

1.0 ± 0.2

B

R-11717

<0.27

Таблиця 1. Калій-аргонові «дати» недавніх лавових потоків гори Нгаурухое (Нова Зеландія).7

ВисновкиМалюнок 8. Лавовий потік 30 червня 1954 року, що демонструє перемішані брили застиглої лави, які надають йому грубу, зазубрену, клінкерну поверхню.

Метод калій-аргонового радіоактивного датування виявився неспроможним для лавових потоків 1949, 1954 й 1975 років на горі Нгаурухое (Нова Зеландія), незважаючи на якість проведених лабораторією K-Ar аналітичних робіт. Газ аргон, піднятий з глибин землі всередині розплавленої породи, вже був присутній у лавах, коли вони охололи. Ми знаємо справжній вік цих порід, тому що вони утворилися менш ніж 50 років тому. Проте вони дають «вік» до 3,5 млн років, який, таким чином, є помилковим. Як ми можемо довіряти використанню цього ж методу «датування» на породах, вік яких нам невідомий? Якщо метод не працює на породах, де ми маємо незалежні свідчення очевидців, то чому ми повинні довіряти йому на інших породах, де немає незалежних історичних перехресних перевірок?

Однак ми знаємо Того, Хто був присутній при утворенні всіх земних порід, – Самого Творця. Він розповів нам коли це було в своїй розповіді очевидця в першій книзі Біблії, Буття, тому ми знаємо, скільки років усім породам. Куди краще довіритися Творцеві, Який усе створив й знає, Який ніколи не підводить й не обманює, ніж радіоактивному методу датування, який, як неодноразово було доведено, не дає результатів й видає хибний вік земних порід.

Читайте Креацентр Планета Земля в Telegram і Viber, щоб бути в курсі останніх новин.

Подібні матеріали

arrow-up