» Ouderdomsbepalingen
Radioactieve klokken geven een tijdaanduiding in miljoenen jaren, maar hoe nauwkeurig zijn ze?

Dit artikel en de twee volgende beschrijven en evalueren de verschillende methoden voor radiometrische datering die de geologen gebruiken om de ouderdom van rotsen en overblijfselen van eens levende organismen te bepalen. Ze zijn geschreven door een kernfysicus met vele jaren ervaring in zowel research op het gebied van radioactiviteit als de industriële toepassing ervan.

"Holte in kalksteen rijke archeologische vindplaats. Uit tienduizend jaar oude overblijfselen blijkt dat er in de ijstijd in Florida mensen leefden, zo geloven geleerden."

"De oudste uit de steentijd daterende hut in Japan is opgegraven in de buurt van Osaka. Archeologen dateren de hut op ongeveer 22.000 jaar geleden."

"Ongeveer een miljoen jaar geleden stroomde er een rivier door oostelijk Corona (Californië), en onder de prehistorische dieren die geregeld haar oevers kwamen opzoeken, bevonden zich mastodonten, kamelen, paarden en konijnen."
DE BOVENSTAANDE recente voorbeelden zijn typerend voor het soort beweringen waarmee archeologische en paleontologische ontdekkingen gepaard gaan. Het eerste wat mensen over een nieuwe vondst willen weten is de ouderdom ervan. De geleerde die met de verslaggevers praat, is altijd bereid een antwoord te geven, ongeacht of dat nu op bewijsmateriaal of op gissingen berust.

Wanneer u dergelijke berichten leest, vraagt u zich dan wel eens af hoe men zulke dingen weet? Hoe zeker is het dat er 10.000 jaar geleden mensen leefden in Florida, en 22.000 jaar geleden in Japan, of dat er een miljoen jaar geleden mastodonten en kamelen in Californië rondzwierven?

Er zijn een aantal verschillende wetenschappelijke methoden om oude overblijfselen te dateren. Sommige zijn betrouwbaarder dan andere, maar geen ervan is zo zeker als een ouderdom die is gebaseerd op historische gegevens. Maar de historische verslagen van de mens gaan hoogstens zo’n 6000 jaar terug. Wanneer wij nog verder in het verleden teruggaan, hebben wij alleen wetenschappelijke dateringen.

Radiometrische dateringsmethoden

Van de verschillende wetenschappelijke dateringsmethoden zijn de radiometrische klokken het betrouwbaarst. Ze maken gebruik van de snelheid waarmee radioactieve vervalprocessen plaatsvinden. Terwijl andere methoden berusten op verouderingsprocessen die afhankelijk van invloeden van buitenaf, zoals veranderingen in temperatuur, sneller of langzamer kunnen verlopen, blijken de radioactieve vervalsnelheden zich zelfs door de meest extreme uitwendige omstandigheden niet te laten beïnvloeden.

De uranium-loodklok

De methode laat zich illustreren aan de hand van de eerste radiometrische klok die men heeft ontworpen, een klok gebaseerd op het verval van uranium tot lood. Radioactief verval verloopt strikt volgens wetten van statistische waarschijnlijkheid. De hoeveelheid uranium die per tijdeenheid vervalt, is altijd evenredig aan de hoeveelheid die er nog van aanwezig is. Dit geeft een curve zoals op de tekening, die laat zien hoeveel er na elke gegeven tijd nog over is. De tijd die nodig is om de helft van het uranium te laten vervallen, heet de halveringstijd. De helft van de resterende helft zal in de volgende halveringstijd vervallen, zodat er dan nog een kwart van de oorspronkelijke hoeveelheid over is. Na drie halveringstijden is er nog een achtste over, enzovoort. De halveringstijd van uranium bedraagt 4,5 miljard jaar.

Aangezien het uranium in lood wordt omgezet, neemt de hoeveelheid lood voortdurend toe. Hoeveel zich daarvan op een gegeven moment heeft verzameld, wordt aangegeven door de onderbroken curve. De loodcurve is het complement van de uraniumcurve, zodat het totaal van het aantal loodatomen en uraniumatomen altijd hetzelfde is, gelijk aan het aantal atomen waarmee wij begonnen.

Veronderstel nu dat wij een brok gesteente hebben dat uranium bevat en helemaal geen lood, en wij dat gesteente zo afdichten dat er niets in of uit kan. Na verloop van tijd openen wij het gesteente en meten de hoeveelheid van beide elementen. Wij kunnen daaruit opmaken hoe lang het gesteente afgesloten is geweest. Als wij bijvoorbeeld gelijke hoeveelheden lood en uranium vinden, weten wij dat er één halveringstijd, dat wil zeggen 4,5 miljard jaar, is voorbijgegaan. Vinden wij dat precies 1 procent van het uranium tot lood is vervallen, dan kunnen wij daar met behulp van de wiskundige formule voor de curve uit afleiden dat er 65 miljoen jaar is verstreken.

Merk op dat wij niet hoeven weten hoeveel uranium er aanvankelijk in het gesteente zat, omdat wij alleen maar hoeven meten wat aan het einde van de periode de verhouding lood/uranium is — en gelukkig maar, want er was niemand van ons aanwezig om aan het begin van het experiment iets te kunnen meten.

Nu gaat misschien door u heen dat dit werkelijk immense tijdsperioden zijn, deze miljoenen en miljarden jaren. Waarvoor kan men een klok gebruiken die zo langzaam loopt? Welnu, de aarde blijkt zo’n paar miljard jaar te bestaan, en zo hier en daar treft men gesteenten die zich al een goed deel van die tijd op die plaats bevinden. Geologen vinden een dergelijke klok dus heel nuttig bij hun studie van de geschiedenis van de aarde.

Hoe zeker zijn ze?

Wij moeten toegeven dat het dateren niet zo eenvoudig is als wij het hebben beschreven. Wij zeiden al dat het gesteente om te beginnen vrij moet zijn van lood. Dit is gewoonlijk niet het geval; in het begin is er al wat lood. Dit geeft het gesteente wat men noemt een ingebouwde ouderdom, de klok begint niet op nul. Ook namen wij aan dat het uranium helemaal afgesloten zat in het gesteente, dat er niets in of uit kon. Dit kan soms inderdaad het geval zijn, maar niet altijd. Over lange tijdsperioden gerekend kan er wat lood of uranium weglekken in het grondwater. Er kan ook uranium of lood in het gesteente binnendringen, vooral als het afzettingsgesteente is. Om deze reden werkt de uranium-loodklok het best bij stollingsgesteenten.

Andere complicaties komen voort uit het feit dat een ander element, thorium, dat zich in het mineraal kan bevinden, ook radioactief is en langzaam tot lood vervalt. Bovendien heeft uranium een tweede isotoop — chemisch gelijk maar met een andere massa — die met een andere snelheid vervalt en ook lood vormt. Elk eindigt in een andere loodisotoop, zodat wij niet alleen een chemicus met zijn testbuisjes nodig hebben maar ook een fysicus met een speciaal apparaat om de verschillende isotopen, de loodsoorten met verschillende massa, te scheiden.

Zonder dat wij ten aanzien van deze problemen in details treden, zal toch al wel duidelijk zijn dat de geologen die de uranium-loodklok gebruiken, op hun hoede moeten zijn voor een aantal valkuilen als zij een redelijk betrouwbare uitkomst willen krijgen. Zij zijn blij nog andere radiometrische methoden tot hun beschikking te hebben om hun ouderdomsmetingen te verifiëren. Er zijn nog twee methoden ontwikkeld die vaak op hetzelfde gesteente toegepast kunnen worden.

De kalium-argonklok

De meest gebruikte is de kalium-argonklok. Kalium is een algemener voorkomend element dan uranium — kaliumchloride koopt u gewoon bij de kruidenier als een vervangingsmiddel voor zout. Kalium bestaat hoofdzakelijk uit twee isotopen met massa’s 39 en 41, maar een derde isotoop, kalium-40, is zwak radioactief. Een van de vervalprodukten is argon, een edelgas dat ongeveer 1 procent van de atmosfeer uitmaakt. Kalium-40 heeft een halveringstijd van 1,4 miljard jaar, waardoor het bruikbaar is voor het meten van ouderdommen van tientallen miljoenen tot miljarden jaren.

In tegenstelling tot uranium komt kalium wijd en zijd in de aardkorst voor. Het is een bestanddeel van vele mineralen in heel algemene gesteenten, zowel stollings- als afzettingsgesteenten. De voorwaarden waaronder de kalium-argonklok werkt, zijn dezelfde als hierboven uiteengezet: Het kalium moet vrij zijn van argon wanneer de klok begint te lopen, dat wil zeggen, wanneer het mineraal wordt gevormd. En het mineraal moet al die tijd een gesloten systeem blijven waaruit geen kalium of argon mag ontsnappen en waarin beide elementen ook niet mogen binnendringen.

Hoe goed werkt de klok in de praktijk? Soms heel goed, andere keren slecht. Soms levert ze ouderdommen op die sterk verschillen van de resultaten van de uranium-loodklok. Gewoonlijk zijn de gevonden ouderdommen lager; dergelijke resultaten worden aan verlies van argon toegeschreven. Maar in andere gesteenten stemmen de kalium- en uraniumdateringen heel nauw overeen.

Een uitkomst van de kalium-argonklok die heel veel nieuwswaarde had, was de datering van een stuk gesteente dat door de astronauten van de Apollo 15 van de maan was meegebracht. Aan een schilfer van deze maansteen maten geleerden de hoeveelheid kalium en argon en bepaalden daaruit een ouderdom van 3,3 miljard jaar.

De rubidium-strontiumklok

Van recentere datum is de ontwikkeling van een andere radiometrische klok voor mineralen. Deze is gebaseerd op het verval van rubidium tot strontium. Het verval van rubidium verloopt ongelooflijk langzaam. De halveringstijd is 50 miljard jaar! Zelfs in de oudste gesteenten is er zo weinig van vervallen dat er angstvallig nauwkeurig gemeten moet worden om het extra strontium-87 te onderscheiden van het oorspronkelijk al aanwezige strontium. Er is misschien wel honderd keer zoveel strontium als rubidium in het mineraal aanwezig, en zelfs in een miljard jaar vervalt er maar iets meer dan 1 procent van het rubidium. Ondanks deze moeilijkheden heeft men in een aantal gevallen de minieme hoeveelheid strontium kunnen meten die door radioactief verval is geproduceerd. Deze klok is waardevol als het erom gaat ouderdommen die met andere methoden zijn gevonden, te checken.

Een opwindend voorbeeld van het gebruik van deze methode deed zich voor bij een meteoriet die, zo geloofden astronomen, zou kunnen lijken op de gesteenten die volgens de theorie samenklonterden om de planeten te vormen, een restant van de oermaterie waaruit het zonnestelsel is gemaakt. De ouderdom die men vond, 4,6 miljard jaar, was met deze zienswijze in overeenstemming.

Een opmerkelijk succes van de rubidium-strontiumklok was de datering van het al genoemde maangesteente. Vijf verschillende mineralen in het gesteente werden getest, en de uitkomsten wezen alle op een ouderdom van 3,3 miljard jaar, dezelfde als de kalium-argonouderdom.

In sommige gevallen zijn de radiometrische ouderdommen die met deze drie geologische klokken zijn bepaald, nauw met elkaar in overeenstemming en wekken ze het vertrouwen dat de ouderdommen in zulke gevallen zeer waarschijnlijk correct zijn. Het moet echter benadrukt worden dat zulke gevallen laten zien welke mate van overeenkomst mogelijk is — maar slechts onder ideale omstandigheden. En de omstandigheden zijn gewoonlijk niet ideaal. Er kunnen veel langere lijsten worden gegeven van strijdige uitkomsten.

Paleontologen proberen fossielen te dateren

Paleontologen hebben gepoogd het succes van de geologen na te bootsen door gesteenten te dateren van slechts een paar miljoen jaar oud. Enkele van hun fossielen, zo geloven zij, zouden een dergelijke ouderdom kunnen hebben. Helaas, de kalium-argonklok werkt voor hen niet zo goed! Uiteraard worden fossielen niet in stollingsgesteenten maar slechts in afzettingen, in sedimentgesteente, gevonden en hiervoor is de radiometrische datering gewoonlijk niet betrouwbaar.

Een illustratie hiervan vormt het geval dat fossielen begraven zijn in een dik pak vulkanische as die zich later heeft verhard tot tufsteen. Dat is dan feitelijk een sedimentaire laag maar ze bestaat uit stollingsmateriaal dat in contact met de lucht hard is geworden. Als het gedateerd kan worden, levert het de ouderdom op van het fossiel dat erin ingesloten is.

Zo’n geval trof men in de Olduvaikloof in Tanzania, waar fossielen van op apen gelijkende dieren veel aandacht hadden getrokken omdat de vinders beweerden dat ze in verband stonden met de mens. De eerste argonmetingen in de vulkanische tufsteen waarin de fossielen werden gevonden, gaven een ouderdom te zien van 1,75 miljoen jaar. Latere metingen in een ander laboratorium van naam leverden echter uitkomsten op die een half miljoen jaar jonger lagen. Wel zeer teleurstellend voor evolutionisten was de bevinding dat de ouderdom van andere lagen tufsteen, erboven en eronder, geen consistent beeld opleverde. Soms bevatte de bovenste laag meer argon dan de laag eronder. Maar geologisch klopt daar niets van — de bovenste laag had na de onderste afgezet moeten zijn en had dan minder argon moeten bevatten.

De conclusie was dat "meegekregen argon" de metingen bedierf. Niet al het vroeger gevormde argon was uit het gesmolten gesteente gekookt. De klok was niet op nul gezet. Als slechts een tiende van een procent van het argon dat vroeger door het kalium was geproduceerd, in het gesteente was achtergebleven toen dat in de vulkaan smolt, zou de klok zijn begonnen te lopen met een al ingebouwde ouderdom van bijna een miljoen jaar. Zoals een deskundige het stelde: "Sommige dateringen moeten fout zijn, en als sommige fout zijn, zijn ze misschien allemaal fout."

Ondanks meningen van deskundigen dat deze dateringen wel eens volkomen betekenisloos kunnen zijn, wordt voor de Olduvai-fossielen in populaire tijdschriften die de evolutie aanhangen, nog steeds de oorspronkelijke ouderdom van 1,75 miljoen jaar geciteerd. De niet-deskundige lezer wordt niet gewaarschuwd dat zulke ouderdommen in werkelijkheid slechts gissingen zijn.


[Voetnoten]

Een waarschuwend woord met betrekking tot de rubidiumklok: Het verval van rubidium is dermate traag dat de halveringstijd niet nauwkeurig gemeten kan worden door de bètastraling ervan te tellen. De halveringstijd is bepaald uit een vergelijking met andere langlevende elementen. In deze zin is het dus niet een volkomen onafhankelijke methode.

[Inzet]

Geologen die de uranium-loodklok gebruiken, moeten op hun hoede zijn voor een aantal valkuilen... De radiokoolstofklok

Met toestemming overgenomen van de website:
http://bijbel-info.mysites.nl/
waarvoor dank.
[ terug... ]Omhoog


Maak vrienden

In het begin

Test Uw geloof.

Krachtig denkvoer

Lessenpakket creationism

  • Klik op de afbeelding.

Presentatie

  • Altijd aktueel:
    Is er bewijs dat de aarde door het meesterschap van God gemaakt is en dat de Bijbel een juist beeld van de geschiedenis geeft? Ga naar De Bijbel voor een beknopt overzicht van een aantal argumenten.
    Klik op de pauw
    voor de presentatie:

De schepping.

Vragen

  • Hoe kon Adam in één dag geschapen worden, leren praten, trouwen en ook nog eens alle beesten een naam geven? Lees het in de
    Veel Gestelde Vragen!
    Zit jouw vraag er al bij?
     

Stats


Copyright 2002-2017