(Tämä artikkeli on alunperin kirjoitettu kommentina eräällä sähköpostilistalla käytyyn keskusteluun. Keskustelua käytiin kreationismista ja evoluutiosta ja siihen liittyvästä kysymyksestä maapallon iästä. Koska toisen vuoden fysiikan kurssit olivat juuri takanapäin, innostuin valistamaan osallistujia Hiili 14 -menetelmän periaatteista. Joku oli aiemmin viitannut erään Arthur W. Griffithin kirjoittamaan artikkeliin "Radio Carbon Dating", jossa puhuttiin samassa lauseessa "miljardeista vuosista" ja radiohiilimenetelmästä.)
Kun puhutaan miljardeja vuosia vanhasta maapallosta, niin vakuuttavin (ja mielestäni oikeastaan ainoa vakuuttava) argumentti sen puolesta tuntuu olevan radioaktiiviset iänmääritykset. Kaikki muut ovat yleensä tyyliin: "Koska evoluutioteoria on tosi, on maailman oltava tosi vanha." Radioaktiivinen iänmääritys antaa jonkinlaisen mittarin josta katsomalla voi sitten hyväuskoiselle maallikolle ilmoittaa, että "tämä kivi on nyt sitten tasan neljä miljoona ja viisitoista vuotta vanha". Siksi pari kommenttia tästä opintojani lähellä olevasta aiheesta.
Hiili-14 isotoopista määritetään eläviä olentoja/kasveja kun taas muut menetelmät mittaavat kiviaineksen ikää.
Hiili-14 isotoopista tehty iänmääritys on eräässä mielessä (mielestäni) luotettavin tapa tehdä iänmäärityksiä. Ensimmäisiä tuhansia vuosia voidaan verrata esim. puiden vuosirenkaiden leveyksiin - menetelmä jolla arkeologit määrittävät puiden ikiä. (Aurinkoinen kesä -> leveä rengas, kylmä kesä -> ohut rengas. Löydetty, esim 30 vuosirengasta sisältävä puunrunko yritetään sitten asettaa oikealle paikalleen tässä sarjassa.)Kuulemani mukaan näin on tosiaan voituu todentaa että aika suorasukaisista oletuksista huolimatta, C-14 toimii ainakin parituhatta vuotta taaksepäin.
Artikkelissa kerrottiin myös miksi aikaan ennen vedenpaisumusta C-14 ei enää voida käyttää. Mainitunkaltainen sumuverho ympäröi muuten myös Venus-planeettaa (vai oliko se Merkurius?) vielä tänäkin päivänä.
Nyrkkisääntönä ajattelin vielä lisätä seuraavan:
Oli vedenpaisumus tai ei, niin pitää muistaa, että C-14 puoliintumisaika on noin 5000 vuotta ja sen osuus ilmakehän hiilestä on pieni. Tämän takia 50 000 vuotta on ehdoton maksimi (nykyisillä mittalaitteilla) mitä sen avulla koskaan pystyttäisiin määrittämään. Käytännössä puhutaan kymmenestä tuhannesta vuodesta.
Eli se nyrkkisääntö on että "C-14 on arkeologin, ei geologin, työkalu". Suomeksi tämä tarkoittaa että jos joku puhuu dinosauruksista, 65 milj vuodesta ja C-14:a samassa lauseessa, hän ei tiedä mistä puhuu.
C-14 mittaukset eivät siis mitenkään ole ristiriidassa "nuoren" maapallon kanssa.
Uraaniketju & co
No onhan niitä geologinkin työvälineitä, joilla "oikeasti" mitataan miljooneja vuosia.
Ensinnäkin on nämä kolme luonnossa esiintyvää hajoamisketjua: Thoriumketju (Lähtee hajoamaan Th-232 isotoopista), Uraaniketju (U-238) ja Aktiniumketju (U-235).
Nämä luonnossa esiintyvät isotoopit siis hajoavat toisiksi - jälleen radioaktiivisiksi - isotoopeiksi. Pitkän ketjun jälkeen ne päätyvät lopulta johonkin vakaaseen isotooppiin. (En ole varma, mutta kaikki taisivat päättyä lyijyyn.) Ketju saattaa matkan varrella myös haarautua, mutta kaikki haarat päätyvät lopulta samaan loppuaineeseen.
Epätarkkuutta syntyy tietenkin jokaisessa vaiheessa lisää ja haarakohdissa erityisesti. Tästä huolimatta voidaan lähtöaineen ja loppuaineen suhdetta käyttää iänmääritykseen jollakin tarkkuudella. Tätä varten pitää kuitenkin tehdä yksi tärkeä oletus:
Jotta mittausta voitaisiin ylipäätään suorittaa, täytyy olettaa, että kivi on sen verran vanha, että "virtaus" läpi ketjun eri haarojen on ehtinyt tasaantua. Tyypillisesti lähtöaineiden puoliintumisajat ovat noin miljardi vuotta kun taas väliaineiden vaihtelevat sekunneista noin sataantuhanteen vuoteen. Niinpä täytyy olettaa että kivi on vähintään se satatuhatta vuotta, jotta mittauksessa olisi mitään järkeä.
Siis: Radioaktiivinen iänmääritys on sinänsä järkevä mittari, paitsi että sillä ei voida todistaa että kivi (ja maapallo yleensä) ylipäätään on niin vanha kuin tulos antaa ymmärtää.
Ainoastaan jos jotenkin muuten voitaisiin tietää - tai vaan sokeasti uskotaan että maapallo on miljardeja vuosia vanha, voidaan tällä mittarilla mitata onko kivi siinä tapauksessa yksi vai kaksi miljoonaa vuotta vanha.
Vaikka mittaukset suoritettaisiin kuinka täydellisissä olosuhteissa tahansa ja ketjun eri kohtien hajoamisnopeudet ja haarautumisten osuudet tunnettaisiin tarkasti ja näitä miljoonia vuosia osoittavia tuloksia saataisiin loputtomasti, se ei kuitenkaan todista että mikään tällä maapallolla on sataatuhatta vuotta vanhempi, sillä kyseessä olisi silloin kehäpäätelmä.
Kalium-Argon
Jos nyt vielä sanoisi jotain Kalium-Argon mittauksista niin tämä olisi jollakin lailla täydellinen sepustus. En ole tähän tapaukseen kovin perehtynyt, mutta pari ajatusta kuitenkin...
Kalium-40 hajoaa joko Argon-40:si tai Kalsium-40:si, jotka molemmat ovat stabiileja nuklideja. Hajoamisen puoliintumisaika on noin miljardi vuotta.
Missä suhteessa Argonia ja Kalsiumia syntyy en tiedä. Luin kerran, että tästäkin olisi vielä epäselvyyttä. (Voi hyvin olla, sillä puoliintumisaika on aika pitkä laboratorimittausta silmällä pitäen. ;-)
Lisäksi tässä tulee mieleen että koska Argon on kaasu niin en oikein ymmärrä että mitenkähän se pysyy siinä kiven sisässä miljoonia vuosia eikä vuoda taivaisiin.