Kivonat A. Roth: Gyökereink c. könyvéből 257-262 oldal

Ariel A. Roth biológus, a zoológia doktora.

 

A karbon-14 kormeghatározási módszer

 

 

            Néhány nem stabil radioaktív elem elbomlásának lassú sebessége több kormeghatározási módszer alapját szolgálta. Erre alapozva, több százezer kormeghatározást tettek közzé. 67 Bár sok adat ellentétes a klasszikus geológiai értelmezéssel 68, közülük sok megegyezik, és igen figyelemre méltó. Nagyon röviden, két általánosan használt módszert tekintünk át most. Ebben a részben a karbon-14, a következőben a kálium-argon módszer kerül sorra.

 

Hogyan mutathatják meg a karbon-14-atomok (14C), milyen idős egy csont?

 

Az alapelv elég egyszerű. A karbon-14 nem stabil szerkezetű alkotórész a csontban és más élő anyagban, ami lassan nitrogén-14-gyé alakul át. Ahogy a csont erősödik, a maradék 14C mennyisége csökken. Ezért minél kevesebb 14C van a csontban, annál idősebb. A karbon-14-kormeghatározás, más néven radiokarbonos kormeghatározás, a szerves anyagok maradványainál különösen hasznos, mint például a faanyagoknál és a vázszerkezeteknél, amiknek reprezentatív szénmintájuk van. Ezt a módszert alkalmazhatjuk a mészlerakódásoknál és a szennyezett víznél is, amikor a kutatók különleges feltevéseket fogadnak el.

 

            A növények főleg a légkör széndioxid-tartalmából nyerik a szenet, aminek nagyon kevés a 14C hányada. Amikor az állatok elfogyasztják a növényeket, ugyanez a hányad épül be a szervezetükbe. Ez a 14C–atom radioaktív, és átlagosan 13.6 atom bomlik le percenként az átlagos széntartalom minden grammjában.

 

Egy átlagos személy 170 000 14C-atomja bomlik le percenként. A 14C-arány egy életen át ugyanaz marad, mivel folyamatosan cseréljük a szenet az étkezésekkel. Egy halott szervezet nem kap több új szenet, és a 14C aránya csökkenni kezd. Közel 5730 év alatt megmaradt 14C atomok fele elbomlik, a másik 5730 év alatt pedig a megmaradt 14C atomok fele átváltozik nitrogénné, egynegyedét hagyva meg az eredeti mennyiségnek. Ennélfogva minél kevesebb a 14C, annál idősebb a minta. A ritka 14C atomok mérésének nehézségei és az idős minták alacsony 14C szintjénél jelentőssé váló szennyeződési probléma miatt a módszer alig használható 40 000 – 50 000 éven túl.69

 

            Bár a 14C-kormeghatározás eléggé egyszerűnek tűnik, és néhány ezer évre visszatekintve gyakran az elvárt eredményeket adja, valójában mégis sok bonyodalom van körülötte. Például néhány vízi moha életkora, ami ma Izlandon él,  6000-8000 évre nyúlik vissza 14C-módszerrel.70 A Nevadában élő csigák vizsgálata 27 000 éves kort ad meg71, és a legtöbb élő tengeri faj a világ óceánjaiból legalább több száz évesnek datálódik.72 Ezek a példák illusztrálják azt, amit néha úgy nevezünk, mint „rezervoár-hatás (tároló-hatás)”. Ez talán a legkomolyabb probléma, amivel a 14C-kormeghatározásnak szembe kell néznie. Néhány példa ésszerűtlen 14C-korának az az oka, hogy környezete a normálisnál kevesebb 14C-mennyiséget tartalmaz, tehát már halála előtt idősnek „datálódik”. Egyéb anomáliák valószínűleg más tényezőkből erednek, mint például a 14C-atomok kicserélődése más szénformákkal. Például egy megfagyott alaszkai pézsmatulok fejbőr alatti izomszövete 24 140 évesnek tűnt a 14C-kormeghatározás alapján, míg a szőrzete 17 120 évesnek.73 A tengeri kagylók Hawaii szigetén közelebbi dátumot jeleznek a vulkáni hamuban megőrződve, mint mészkőben.74

 

            Ahhoz, hogy meghatározzunk egy 14C alapján mért kort, tudnunk kell, mennyi volt a 14C aránya a vizsgált szervezetbe való beépülésekor. Biztosak lehetünk-e abban, hogy a múltban elég állandó volt a 14C-atomok aránya, különösen a légkörben, amely a szenet biztosítja az élő szervezetek számára, ahhoz, hogy szavatolja a módszer biztos eredményét? Mindenki egyetért abban, hogy jelentős bizonyítékok vannak a változásokra. A kreacionisták nagy változásokat emlegetnek, míg a másik oldal a kisebb eltéréseket is korrigálni próbálja.

 

            Még más, kevésbé komoly problémák is felmerülnek a 14C-kormeghatározással kapcsolatban. A talaj korát közismerten nehéz meghatározni75, a szerves anyagok le- és felvándorlása miatt. A szervezetek inkább 12C-t vesznek fel, mint 14C-t (megoszlással, a biokémiai tevékenység révén), bár a kutatók elég egyszerű számításokkal könnyen korrigálhatják ezt a problémát. A nukleáris robbanások növelik a 14C-koncentrációt, míg az ipari forradalom felhígított 14C-tartalmat szabadított a levegőbe, azáltal, hogy kevesebb radioaktív szenet juttatott fosszilis üzemanyagokból a légkörbe. De itt is végezhetünk egyszerű korrekciókat. Mindenesetre ezek a példák bemutatják, milyen könnyen befolyásolják az adatokat a környezetben végbement változások. Több lehetséges bizonytalanság miatt is, „nem meglepő, hogy néhány archeológus kétségbeesetten égnek emeli a kezét”76, a módszer alkalmazásakor. Bár a 14C-kormeghatározásnak sok problémája van, azért él még mindig, mert egyik egyszerűbb módszer sem tűnik megbízhatóbbnak az elmúlt 50 000 éven belül. A kormeghatározás nehézségeit bemutathatjuk ebben az időszakban 11 korai észak-amerikai emberi csontváz korának meghatározásával. A korábban megállapított, több kormeghatározási módszeren alapuló korra átlagosan több mint 28 000 évet adtak meg. Az újabb vizsgálatok helyesbített kort állapítottak meg, ami átlagban kevesebb volt, mint 4000 év, de ezeket az adatokat is kétségbe vonták.77

 

            Néhány eltérés létezik a 14C-koradatok és más idő-megállapítások között. Willard F. Libby, aki Nobel-díjat kapott a 14C-kormeghatározási módszer kifejlesztéséért, néhány évvel ezelőtt feljegyezte az adatok közti különbséget a fák korát illetően, amit az évgyűrűkre alapoztak, és amit a 14C-módszerrel állapítottak meg. Annak érdekében, hogy e téren korrigáljon, ő azt mondta, hogy a fák néha eggyel több évgyűrűt állítanak elő évente.78 Elmélete nem lett mérvadó, és ma általában az az elfogadott a kutatók körében, hogy a 14 C-módszer téved, s az évgyűrűk a pontosabb idő-meghatározók. Egy sor listát adtak ki arról, hogyan kell átszámítani a 14C-koradatokat azzá, amit a valódi időnek vélnek, főleg az évgyűrűk alapján.79 Az eltérés gyakran kevesebb, mint 10 százalék. Az elmúlt 3000 év alatt a különbség különösen alacsony, bár az évgyűrűk Kr.u. 600 körül 150 évvel is idősebbnek kelteződnek, ha a 14C-módszerrel határozzuk meg a kort; Kr.e. 2000-ben viszont 300 évesnél fiatalabbnak jelzik őket. Nincsenek élő fáink, amiknek kora visszanyúlna a Kr.e. 3000-re80, azon túl pedig jelentős szórással kell számolnunk.

 

            A szubfosszilis fák mintáit, amiknek korát az évgyűrű-megfeleltetéssel mérték be Kr. e. 9000 tájára, 1200 évvel fiatalabbnak értelmezik a 14C-módszerrel. Az is igaz, hogy az abból a korból való faminta korát elég problematikus évgyűrűkkel meghatározni. Rendszerint úgy végzik el, hogy megpróbálják összehasonlítani az évgyűrűmintázatokat, amik között szabálytalanságok is vannak az eltérő környezeti tényezők, például a csapadékmennyiség változása miatt. Ha két fadarab mintázata megegyezik, azt feltételezik, hogy az évgyűrűk azonos időben nőttek. Az évgyűrűk ilyen összehasonlítása viszont gyakran nehéz és szubjektív dolog. A gyűrűk olykor nem mutatnak elég változatosságot, hogy használhatók legyenek, vagy a két gyűrűsorozat egyformán meggyőző egyezést mutathat több helyen, amelyik közül csak az egyikük lehet a valóságnak megfelelő. Egy duglászfenyő mintája 113 helyen megegyezett, 10 különböző régióban csoportosulva, amikor összehasonlították egy egyszerű statisztikai próba segítségével a fő évgyűrűk kronológiájával.81 A statisztikai próba segítségével a fő, hogy ezt a problémát korrigálják, de a sima tűjű szálkásfenyő és az európai tölgyfa gyűrűinek kronológiája, ami a 14C-helyesbítések gerincét adja, egyes statisztikusok szerint kifejezetten „gyanúsnak” és „hamis korrekciónak” tűnt.82

 

            A 14C-koradatok hitelesítésének a hiányzó gyűrűk problémájával is szembe kell néznie. C.W. Ferguson, az Arizonai Egyetem évgyűrű-kutatási laboratóriumában kifejlesztette az alapvető évgyűrűk kronológiáját a 14C-kormeghatározáshoz a kaliforniai Fehér-hegyek (White Mountains) sima tűjű szálkásfenyőinek segítségével. A területen talált kidőlt fákat használta fel arra, hogy az évgyűrűk összehasonlításával az élő fák évgyűrű-kronológiáján túlra is kiterjessze a módszert. Továbbá kiemelte: „Gyakran képtelen vagyok a 7500 éves mesterkronológiával datálni az olyan példányokat, amelyeknek 1-2 ezer gyűrűje van, még a radiokarbon-kor viszonylag pontos behatározásával sem.” (Sorensen H.C. 1973. The ages of Bristlecone pine. Penseé (tavasz/nyár. 15-18.o.) Tény, hogy Ferguson sosem tette közzé nyers adatait, mert fő kronológiája árnyékot vetett hitelességére. Európában az ősi tölgy- és fenyőpéldányok használata, amelyhez egészen Kr.e. 9000.-ig kellett kiterjeszteni a kronológiát, szintén nehéznek bizonyult. Bár a tudósok több mint 5000 példányt vizsgáltak meg, és a 14C-kormeghatározást is használták a párosításnál, az eredmények még így sem biztosak. A legjobb esetben a jellegzetes példányok általában egypár évszázadot fednek le, és ez sok összehasonlítást kíván, ami nehéz feladat, hogy visszamenőleg Kr. e. 9000-ig hitelesítsék a számítást. A kutatók, akik a tölgy- és fenyőkronológia egyeztetését végezték, „puhatolódzásként” jellemezték a folyamatot.

 

 

            Ezenfelül a kormeghatározásnak egy körkörös rendszere van; először használják a 14C-kormeghatározást, aztán összehasonlítást követően a kapott egyezést alapul használják a 14C-módszer finomításához. Ez a folyamat arra irányul, hogy megkérdőjelezze azt az érvet, miszerint az évgyűrűk alátámasztják a 14C-módszert. Valószínűleg egyeseknek megbízhatóbb lenne a helyesbítés, ha az évgyűrűk összehasonlítása teljesen független lenne. A 14C-kormeghatározási módszer ajánlott kiigazításai — az évgyűrűkkel összehasonlítva — általában fiatalabbnak datálják a vizsgált mintákat, különösen az idősebb példányokat. Az általános irányzatnak annyi változata van, hogy néhány esetben egy egyszerű 14C-koradat három vagy több hiteles variációt is adhat. Voltak próbálkozások arra, hogy korallokon kiterjesszék a 14C –kormeghatározást helyesbítését 30 000 évig a tórium-230/urán-234-kormeghatározási módszert használva. Mindkét irányban ezeréves különbséget kaptak a kutatók, így a hitelességük nem igazán meggyőző. A jelenleg elfogadott módszer a 14C-koradatok helyesbítésére törékeny szerkezetnek tűnik.

 

            Néhány 14C-adatot nyilvánvalóan kiválogattak. Egy sorozat 14C-adat, amit az egyre mélyebb szervestalaj-rétegekről kaptak az Új-Zéland déli szigetén levő üledékekben, ezt az eredményt adta: 9900, 12 000, 27 200, 17 300 és 15 650 14C-éves. Az ezt követő publikációk eltávolították a nyilvánvalóan rendellenes fiatalabb, 17 300 és 15 650 éves meghatározásokat, amiket az idősebb, 27 200 éves alatti anyagra vonatkozóan találtak. Ezt a fajta „tisztítási” folyamatot nyíltan és teljesen őszintén végezték, mert a kutatók bíztak a kormeghatározási módszer feltételezéseiben.  Bár a fenti esetben elgondolkodhatunk, vajon a rétegsorozat alsóbb részeinek anomáliáiért felelősnek tartott néhány adat nem adhat-e okot aggodalomra a többi adat elfogadásával kapcsolatban is?

 

            A kezdetek bibliai beszámolója magában foglalja az élet néhány ezer évvel ezelőtti eredetét. A karbon-14-kormeghatározási módszer nagyon sok adatot szolgáltatott attól az időponttól visszamenőleg. Egy sor közülük szabályos sorrendben van, ahogy említettük korábban az üledéklemezekre utalva. Alternatív magyarázatokat ismerünk ilyen kormeghatározási sorrendekre. A világméretű vízözön, amit a Genezis [ Mózes 1. könyve] leír, kétségtelenül fontos változásokat okozhatott bolygónk szénkörforgásában. A kreacionisták általában azt feltételezik, hogy a 14C-nek egy alacsonyabb koncentrációja létezett a légkörben és a növényekben a vízözön előtt. Ezek a feltételezések megegyeznek a rendkívül alacsony 14C-aránnyal, ami a kőszénben és a kőolajban van. Aztán azzal folytatják feltételezéseiket, hogy egy fokozatos kiegyenlítődés történt a katasztrófa után, ami elősegítette 14C-koncentráció lassú emelkedését. A fokozatos emelkedés a vízözön után mintegy 1 2000 évig oka lehetett az idősebb kor adatának, amit az üledéklemezekben és más lerakódásokban találtak. Azok a tényezők, amiket a kreacionisták hoznak fel a 14C-koncentrációjában végbement változásokkal kapcsolatban, tartalmazza ugyanazoknak a magyarázatoknak egy részét, amit a nem kreacionisták a 14C-rendellenesség megmagyarázására használtak. Külön meg kell említenünk:

a) egy nagyobb szénrezervoár 14C-felhígitását a vízözön előtt;

b) egy erősebb mágneses mezőt a vízözön előtt, ami eltéríti a 14C-t termelő kozmikus sugarakat;

c) a vízözön után a 14C óceánba való keveredésének arányát, ami hatással van mind a légköri, mind az óceáni 14C-koncentrécióra;

d) a kozmikus sugárforrás erősségének változását, ami a 14C-t teremti meg.

 

 

         Mind a kreacionisták, mind azok, akik abban hisznek, hogy az élet hosszú éveken át fejlődött ki, feltételezik, hogy a múlt különböző körülményei megmagyarázzák és helyreigazítják a 14C-kormeghatározás nyers adatait. A különbözőség a változások fajtáiban van, és különösen azok sebességében. A Genezis vízözöne miatt a kreacionisták állítják a nagy és gyors változásokat, amik a 14C-koncentráció sűrűségében mentek végbe.

 

 

Jegyzetek:

67. Osmond J.K. 1984. The consistency of radiometric dating on the geologic record. Walker K.R. szerkesztő. The evolution-creation controversy: perspectives on religion, philosphy, science and education: a handbook. Paleontological Society Special Publication 1. sz. Knoxville: University of Tennesee, 66-67. o. A szerző ezt kb. 300 000-re becsüli 1984-ig.

68. A) Brown R. H.. 1983. How solid is a radioisotope age of a rock? Origins 10: 93-95.

B) Giem P. a. L. 1997. Scientific Theology. La Sierre University Press, 111-190.o. Ez a hivatkozás számos radiometriai kormeghatározási módszert értékel.

69. Általános áttekintésre a 14C kormeghatározási módszerrel kapcsolatban lásd:

a) Aitken M. J., 1990. Science-based dating in archaelogy Gunliffe B., szerkesztő. Longman archaeology series. London and New York: Longman Group, 56-119. o.

b) Faure G. 1986. Princeples of isotope geology. 2. kiadás. New York: John Wiley and Sons, 396-404. o.

c) Geyh M.A. Schleicher H. 1990. Absolute age determination: physical and chemical dating methodsd and their application. Newcomb R.C., fordító, Berlin Heidelberg, New York and London: Springer-Verlag 162-180. o.

d) Taylor R.E., Müller R. A. 1988. Radiocarbon dating. Parker S.P. szerkesztő.McGraw-Hill encyclopedia of the geological sciences. 2. kiadás. New York, St. Louis, and San Francisco: McGraw-Hill Pud. Co. 533-540.

e) Taylor R.E. 1987. Radiocarbon dating. an archeological perspective. Orlando, San diego, New York and London: Academic Press.

70. Sveinbjörnsdóttir Á.E, Heinemeiner J., Rud N., Johnsen S. J. 1992. Radiocarbon anomelies observed for plants Growing in Icelandic geothermal waters. Radiocarbon 34 (3), 696-703.

71. Riggs A. C., 1984. Major carbon-14 deficiency in modern snail shells from suthern Nevada Spings. Science 224:58-61.

72. a) Stuvier M, Braziunas T. F. 1993. Modeling atmospheric 14C influences and 14C ages of marine  samples to 10 000 B. C. Radiocarbon 35: 37-189. b) Keith M. L., Anderson G.M. 1963. Radiocarbon dating: fictituson results with mollusk shells. Science 141:634-637. c) Rubin M. Taylor D. W. 1963. Radiocarbon activity of shells from living clams and snails. Science 141:637.

73.Stuchenrath R. Jr Miielke J. E. 1970. Smithsonian Institution radiocarbon measurements VI. radiocarbon 12: 193-204.

74. Dye T. 1994. Apparent ages of marine shells: implikations of archeological dating in Hawaii. Radiocarbon 36:51-57.

75. a) Chicagova O. A.. Cherkinsky A. E. 1993. Problems in radiocarbon dating of soils. Radicarbon 36(3): 351-362. b)Scharpenseel H.W. Berker-Heidmann p. 1992. Twenty-five years of radiocarbon dating soils: paragigm of erring and learning. Radicarbon 34(3): 541-549.

76. Aitken 99.o. (lásd 69)

77. a) Taylor R. E., Payen L. a., Prior C.A., Slota P. J. Jr., Gillespie R., Gowlett J.A.J., Hedges R. E.M., Jull a. J.T., Zabel T.H., Donahue D.J., Berger R. 1985. Major revision int he Pleistonce age assignemets for North American human skeletons by C14 accelerator mass spetrometry. none older than 11 000 C-14 years B.P. American Atiquty 50(1): 136-140. Egyes következtetéseket ezek közül szintén kétségbe vonták a következők:  b) Stafford R. W. Jr

78. Libby WF. 1963. Accurary of radiocarbon dates. Science 140: 278-280

79. Néhányan a nem olyan régi példákból: a) Kromer B., Becker B,1993., b) Pearson G. W., Stuiver m. 1993., c) Stuiver M., Pearson G.W.1993., e)  Stuiver M., Reimer P.J. 1993.

80. Egy feltételezés jelent meg, miszerint egy fa Tasmániában talán 10 000 éves, de az eddigi bizonyíték igen gyenge. Lásd: News item. 1995. Living tree „8000 years older than Christ” — (?). Creation ex nihilo 17 83): 26-27.

81. a) Yamaguchi D. K. 1986. Interpretation of cross-correlation between tree rings series. Tree Ring Bullentin 46: 47-54. b) Brown R. H. 1995. Can tree rings be used to calibrate radiocarbon dates? Origins 22: 42-52.o.

82. Monserud R. a) 1986. Time series analyses of tree ring chronologies. Forest Science 32(2): 349-372. b) Yamaguchi (ld. 81. megj.)

 

A könyv részleteit az Advent Kiadó engedélyével és szíves közreműködésével tesszük közzé. Az Advent Kiadó is fontos együttműködő partnerünk. A könyvet 1980 Ft-os áron az alábbi helyen lehet megrendelni: http://www.adventkiado.hu/

 

Bővebben:

Teremtés vagy evolucio oldalon, Mennyi idős a Világegyetem?