Hvernig nútíma vísindi misreiknaðist aldur jarðarinnar

Chris Turney er jarðfræðingur og höfundur bókarinnar frá 2006, Bones, Rocks, and Stars, the Science of When Things Happend. Turner greinir frá því að fyrir 18. öld hafi mannkynssagan verið staðallinn og var hún viðurkennd af nær öllum. Tími endurreisnarinnar dró að sér fræðimenn sem leituðu í fornritum og rannsökuðu efnisheiminn með stærðfræði og vísindum.

Þetta var tímabil upplýsingu þar sem mörgum röngum hefðum og falshugmyndum var kastað burt. Engu að síður hófu sumir evrópskir rannsakendur á þessum tíma framfara breytinga að hafna þeim hætti sem fornaldarsagan lýsti fortíðinni. Þeir hófu að leita að áþreifanlegum sönnunum sem myndi styðja þá hugmynd að jörðin væri miklu eldri en í hinni skráðri sögu.

Turney útskýrir hvernig kæling jarðarinnar (ein aðferð til að meta aldur í töflunni yfir sögu aldursákvörðunar) var fyrst notuð til að komast að aldrinum „75.000 ár“:

Líklega einn af frægustum andstæðingum var Frakkinn Georges-Luis Leclerc, einnig þekktur sem Comte de Buffon. Hann gerði tilraunir á innri hita jarðarinnar og á þeim kólnunarhraða sem væri nauðsynlegur til að kæla bráðnaða plánetu niður í það hitastig sem við höfum í dag. Það var löngu vitað að því dýpra maður færi, því heitara yrði það. Buffon notaði þessa athugun og eigin tilraunir á kólnunarhraða rauðglóandi járnkúlu til að reikna aldur upp á 75.000 ár. (Bones, Rocks and Stars, The Science of When Things Happened: Chris Turney, Macmillan, 2006, bls. 149).

Í UM er það sem „var löngu vitað“ nú litið á sem falskenningu. Engu að síður beittu sumir rannsakendur frá 19. öld sér fyrir „takmarkalausum tíma“, á meðan aðrir, eins og Kelvin lávarður, leituðust við að koma á reglu á vandamálinu um aldur jarðarinnar. Turney heldur áfram:

Vegna einhverrar óvissu í aðferð sinni og hlutum sem hann taldi sem víst, lagði Kelvin fram gróflega vídd í aldri jarðarinnar á milli 20 og 400 milljónir ára, með 98 milljónir ár sem reiknað meðaltal. Niðurstaða Kelvins: jarðfræðingar ættu að færa sig frá hinum næstum takmarkalausum tíma sem Hutton lagði til.

Á næstu 40 árum, þegar ný gögn voru öfluð um hitastig jarðarinnar, endurskoðaði Kelvin aldursmatið sitt reglulega, venjulega niður á við. Árið 1876 var hann í mesta lagi 76 milljónir ár og árið 1897 var aldurinn nær því að vera 20 milljónir ára. (Bones, Rocks and Stars, The Science of When Things Happened: Chris Turney, Macmillan, 2006, bls. 151).

Jafnvel þótt Kelvin leit á jörðina sem kvikuplánetu, ollu „ný gögn“ því að hann lækkaði aldursmatið sitt, en það var ekki vinsælt af einni mikilvægri ástæðu – nýja kenningin um þróun þurfti meiri tíma. Þetta var „vandamál“ og Charles Darwin hélt að hann gæti lagað það:

Vandamálið var að á miðri nítjándu öld þurfti Charles Darwin að rökstyðja það sem honum fannst réttmætur tími til að leyfa þróun til að framkalla þann aragrúa af lífsformi sem við höfum í dag. Enginn vissi í þá daga hvað ‚réttmætur tími‘ væri langur. Í fyrstu útgáfunni af Uppruni tegundanna frá árinu 1859 villtist Darwin inn í bitrar deilur: hann notaði hraðann á rofi í Weald í Suður-Englandi sem viðmið. Hann gerði sér grein fyrir að norður- og suðurhluti kalkhæðanna  mynduðu eitt sinn einn samfelldan kalkstöpul og áleit að það tók líklega 306.662.400 ár, ‚eða segjum þrjú hundruð milljón ár‘,  að ná sinni núverandi mynd. (Bones, Rocks and Stars, The Science of When Things Happened: Chris Turney, Macmillan, 2006, bls. 149).

Darwin og síðari þróunarsinnar komu aldrei með raunverulegar og áþreifanlegar sannanir fyrir því að þróun eigi sér í raun stað, en á þeim tíma var Darwin sannfærður um að það hljóti að vera til hæfilegur tími fyrir hana til að gerast. Darwin reyndi að sanna þetta með því að skilgreina „hraða á rofi“ sem síðar sýndi sig sem rangur. 300 milljón ára rof Darwins var einfaldlega ágiskun til að rökstyðja mál sitt.

Til að sanna jörð sem gamla án rofs, sneru vísindamenn sér að þeirri ályktun að „jörðin átti sitt upphaf sem bráðinn hnöttur“, upphitaður af „geislavirkum efnum“:

Í þeirri trú að jörðin hafi átt sitt upphaf sem bráðinn hnöttur, reiknaði Kelvin þann nauðsynlega tíma fyrir hana til að kólna niður í núverandi ástand með einungis bráðnaðan kjarna. Kelvin ákvarðaði að lokum aldur jarðarinnar sem aðeins 20 milljónir ár. Svo lár aldur virtist ómögulegur fyrir flesta jarðfræðinga og mannfræðinga á dögum Kelvins.

Það sýndi sig að Kelvin hafði ekki tekið tillit til viðbótar hitauppsprettunnar sem ekki var skilin til fulls á hans dögum; þ.e. hitans sem hitar upp innra berg jarðarinnar, sem kemur til vegna geislavirkra efna sem er innilokað undir yfirborðinu. (Marvels and Mysteries of The World Around Us: General Consultant: Rhodes W. Fairbridge, Professor Of Geology, Columbia University, The Reader’s Digest Association, Inc., 1972, bls. 18-19).

Þó svo að Kelvin hafi kannski ekki skilið notkun geislavirkni, þá hafa nútíma vísindi einnig yfirsést nokkra mikilvæga punkta. Það er ekki til nein bein sönnun fyrir innilokaða geislavirkni undir jarðskorpunni. Hvorki eldgos í dag né hraunflæði fyrri eða síðari tíma er geislavirkt.

Hræsni nútíma vísinda um aldur jarðarinnar

Vísindamenn 18. og 19. aldar veltu vöngum yfir háum öldrum eins og milljónir, milljarðar og jafnvel billjónir ára, en höfðu enga leið til að staðfesta ágiskanir sínar. Einn 20. aldar vísindamaður sem var stuðningsmaður geislavirkninnar, Harrison Brown, sá aldra jarðarinnar frá 19. og 20. öld sem „litlu skárra en ágiskanir“:

Fyrir uppgötvun geislavirkninnar var mat á aldri jarðarinnar og sólkerfisins litlu skárra en ágiskanir. Hin sígildu fræðastörf um berg jarðarinnar sem gerð voru af James Hutton og Sir Charles Lyell á 18. og 19. öld höfðu frelsað jarðfræðinga frá einskorðunum tímakvarðans sem guðfræðin þröngvaði á fyrir löngu síðan og þeir hófu að tala um 10 milljónir, 100 milljónir og jafnvel milljarðar ára. En þeir gátu aðeins giskað á um aldur á myndun plánetunnar okkar. (Heimasíða The TalkOrigins Archives).

Brown viðurkenndi að vísindaleg aldurstækni í töflunni yfir sögu aldursákvörðunar var einfaldlega „ágiskanir“, þó að þeir vísindamenn sem gerðu þær virtust vissir um að þær voru réttar. Hér er önnur grundvallar spurning:

Eins og fyrrum merkismenn vísindanna, hafa sérfræðingar í tímatalsfræði jarðarinnar í dag sterkar skoðanir um sitt „núverandi mat á aldri jarðarinnar“:

Það er afar ólíklegt að uppgötvanir í framtíðinni muni breyta núverandi mati á aldri jarðarinnar, en eins og flestar vísindalegar rannsóknir, væri það indælt að hnýta saman þá enda sem eru lausir. (The Age of the Earth: G. Brent Dalrymple, Standford University Press, 1991, bls. xii).

Saga vísindanna er vísir á vísindi framtíðarinnar. Í hvert skipti sem ný aldursaðferð var kynnt, leysti hún þá aldra af hólmi sem byggðust á röngum forsendum. Þetta er ekkert öðruvísi í dag og núverandi mat á aldri jarðarinnar mun breytast á ný vegna þess að sá aldur er enn grundvallaður á röngum forsendum!

Falskenningarnar um kviku og hringrás bergs sýndu að hin „sígildu fræðastörf“ Huttons og Lyells frelsaði raunverulega ekki vísindamenn frá einskorðunum tímakvarðans, heldur leiddu rangar kenningar þá inn í myrka tíma jarðfræðinnar.

Rangar aðferðir aldursákvarðana voru notaðar til að búa til hinn ranga jarðfræðilega tímakvarða áður an aðferð geislavirkni var þekkt

Jarðvísindamenn í dag litu á jarðfræðinga fyrri tíma sem einhverja í „leik“ þegar það kom að mati á aldri jarðarinnar, að minnsta kosti þar til aldursgreining með geislavirkum efnum kom til sögunnar á sjötta áratug 20. aldar. Niðurstaðan á öldrum var á breiðu bili og um hana skrifaði Richard Harter:

Það var ekkert eitt mat á aldri jarðarinnar til á miðri 19. öld og engin góð leið til að komast að einum. Til voru fleiri tilraunir til að meta aldur jarðarinnar með því að vinna aftur að hraða setlagamyndunar og með öðrum jarðeðlisfræðilegum fyrirbrigðum. Þessar tilraunir enduðu í mati frá um það bil 100 milljónum ára í allt að fleiri milljarða ára. Það voru tvö megin vandamál með slíkum tilraunum. Hið fyrra er að enn var verið að endurbyggja jarðfræðisöguna. Hið síðara er að hraði ferlanna í náttúrunni sem um er að ræða eru breytilegir og þekking á þeim var gloppóttur. (Heimasíða The TalkOrigins Archives).

Við erum þá komin með nýja grundvallar spurningu:

Úr síðustu tilvitnun lærum við að „enn var verið að endurbyggja jarðfræðisöguna.“ Þannig að ekki var verið að byggja nútíma jarðfræðisögu á 19. öld, heldur var verið að „endurbyggja“ hana, eða með öðrum orðum, það var verið að lengja hana til að mæta kröfunum um óratíma sem þörf var á til að réttlæta þróunarkenninguna.

Dalrymple taldi það mikilvægt að tímakvarðar voru búnir til fyrir aldursákvörðun með geislavirkum efnum:

Það er einnig mikilvægt að hafa í huga að tímakvarðar bæði tungls og jarðar voru búnir til áður en það var mögulegt að samstilla þá með aðferðum aldursákvörðunar með geislavirkum efnum. (The Age of the Earth: G. Brent Dalrymple, Standford University Press, 1991, bls. 223).

Þannig sjáum við að aldrar byggða á litlu „meira en menntaðar ágiskanir“ voru notaðir til að smíða hinn svokallaða jarðfræðilega tímakvarða. Nútíma vísindi höfðu komið fram með fræðilega aldra án raunverulegra aðferða aldursákvörðunar, en þau héldu sig samt sem áður fast við þá og leituðust við að „samstilla“ þá með aldurákvörðunum með geislavirkum efnum!

Það var aðeins spurning um nokkur ár áður en sérhver aðferðanna sjávarmál, hitastig, eðlisfræði sporbrautar, efnafræði sjávar, rof & set og jafnvel fyrstu aðferðir geislavirkni féllu í ónáð og var hafnað af þeim hluta vísindasamfélagsins sem notaði þær. Á meðan helst hinn ungi aldur úr sagnfræðiheimildum óbreyttur og er enn viðurkenndur af milljónum manns í dag. Þar að auki styður hann nýju uppgötvanirnar og staðreyndirnar sem finnast í þessum kafla sem og í öðrum hér í UM.

Aðferðir til að reikna út aldur jarðarinnar

Fyrsta aðferðin sem minnst er á töflunni yfir sögu aldursákvörðunar (sjá mynd í síðustu tveimur færslum) er sagnfræðileg aðferð. Í þessari aðferð skrifuðu fræðimenn og vitni einfaldlega niður það sem gerðist þegar þeir fylgdust með því. Venjulega eru sagfræðilegar heimildir viðurkenndar en í gegnum söguna hafa sagnfræðilegir endurskoðunarsinnar byrjað að breyta mannkynssögunni til að aðlagast ákveðinni dagskrá. Þetta kemur sérstaklega í ljós í líkaninu um mannkynssöguna.

Sagnfræðilega aðferðin inniheldur heimildir um sköpun jarðarinnar, eins og hún er tekin úr kristinni Biblíu og ritningum gyðinga. Samkvæmt þessu tímatali voru það sjö 1000 ára tímabil, samtals 7000 ár, samkvæmt hinum sjö „dögum“ sköpunar sem greint er frá í fyrsta og öðrum kapítula í 1. Mósebók í gamla testamentinu. „Dagarnir“ tákna 1000 ár á jörðinni samkvæmt ritningargrein í 2. Pétursbréfi 3:8 í nýja testamentinu, en einnig er minnst á þetta í þjóðsöngnum okkar. 7000 ára tímabilið er sá tími í okkar tímatali þar sem myndun jarðar, sjávar og meginlandanna, en einnig tilkomu plöntu- og dýralífs átti sér stað. Eins og vatnsplánetulíkanið sýndi, þá þarf mjög lítinn tíma fyrir steindir jarðskorpunnar og meginlandanna til að myndast, sé rétta vaþrývarma umhverfi til staðar. Með vaþrývarma umhverfi á stærðargráðu plánetu byrja steindir, með hráefnum annaðhvort úr geimnum eða sem myndast hafa með aðsópi vatns í vatnskúlu, að mynda jarðskorpu og möttul á frekar skjótan hátt, kannski á einhverjum mánuðum eða jafnvel á nokkrum árum. Reyndar benda smæð kristalanna á stóru meginlandsflekunum til stutts vaxtartíma. Í rás tímans eftir þetta áttu rof og veðrun sumra steinda sér stað, auk myndun einhverja setlaga.

Annar þáttur í sagnfræðilegri aðferðinni tekur tillit til mannkynssögunnar sem samanstendur úr um það bil 6000 árum. Hún inniheldur ættfræði og fjölskyldutré sem er lýst í smáatriðum í kaflanum um líkanið um mannkynssöguna. Flest okkar eiga ættartré með minna en 200 kynslóðir frá fyrstu foreldrum okkar. Líkanið um mannkynssöguna inniheldur fjöldann allan af vísindalegum sönnunum úr ýmsum greinum sem styðja 6000 ára ættfræðitímabilið. Vísbendingarnar úr 7000 ára tímabili sköpunar og 6000 ára mannkynssögu setur aldur jarðarinnar úr sögulegum heimildum í samtals 13.000 ár.

Önnur aðferðin í töflunni yfir sögu aldursákvörðunar metur tímann út frá lækkun sjávarborðs. Dalrymple greinir frá í Age of the Earth að árið 1748 hafi Frakkinn og náttúrufræðingurinn Benoit de Maillet gert þá tilraun að útskýra uppruna jarðarinnar og meginlöndin hennar með því að reikna lækkun sjávarborðs. De Maillet hafði tekið eftir augljósa vísbendingu um að jörðin hafði verið þakin sjó:

Það er, þrátt fyrir allt, gnægð vísbendinga um að flest meginlönd hafa, á einhverjum tímapunkti, verið kaffærð í sjó og mörg fjöll sem nú eru þúsundir feta há yfir sjávarmáli, eru óumdeilanlega þakin sjávarsetum. (The Age of the Earth: G. Brent Dalrymple, Standford University Press, 1991, bls. 27).

Jafnvel í dag mistekst nútíma vísindum enn að útskýra á ótvíræðan hátt hvernig fjöll sem eru „óumdeilanlega þakin sjávarsetum“ lyftust upp með nútíma kenningum um fleka og kviku. Líkanið um allsherjar flóðið er fært um að svara þessum leyndardómi í smáatriðum, með vísbendingum hvaðanæva að úr heiminum sem útskýra hvernig sjávarsetlög mynduðust og með hvaða hætti þau lyftust upp í núverandi hæð.

Dalrymple segir ranglega í bók sinni:

Við vitum nú að jörðin var aldrei alþakin vatni með þeim hætti sem de Maillet lagði til... Þannig að grundvöllur de Maillets til að reikna aldra byggða á lækkun sjávarborðs er ógildur. (The Age of the Earth: G. Brent Dalrymple, Standford University Press, 1991, bls. 27).

Útreikningarnir sem de Maillet gerði voru ógildir en ekki vegna þess að jörðin var aldrei alþakin vatni eins og Dalrymple hafði sagt, heldur vegna þess að hún var ekki þakin vatni fyrir milljarða árum síðan. Ummerki rofs og sets í flóðinu sýna greinilega að fjöll jarðarinnar voru alþakin, en aðeins fyrir nokkrum þúsund árum síðan.

Þriðja aðferðin í töflunni til að reikna aldur jarðarinnar er framreikningur hitastigs byggðan á þeim tíma sem það tók fyrir jörðina og sólina til að kæla niður úr bráðnum hnetti í núverandi ástand. Í upprunalegri töflu Dalrymples voru gefin upp tíu tímabil kólnunar jarðar, frá 75.000 til 1,3 milljarðar ár, og fimm tímabil kólnunar sólar sem gaf tímann frá 4,4 til 500 milljónir ára. Slíkar hugmyndir voru að lokum hafnaðar vegna þess að hinn fyrrum rannsakandi á hitastigi, Kelvin lávarður, og aðrir, þar með talið nútíma vísindamenn, höfðu „gersamlega rangt“ fyrir sér í mati sínu á kælingu jarðarinnar og í hinum síhituðum innviðum hennar:

Kelvin vissi ekki um geislavirkni og upphitun jarðskorpunnar með hrörnun geislavirkra efna og af þessari ástæðu var mat hans gersamlega rangt. (Heimasíða The TalkOrigins Archive).

Kelvin skjátlaðist varðandi kælingu og aldri jarðarinnar vegna þess að aldurinn var byggður á tilvist kviku, en það er engin kvika til og jörðin er ekki að kólna.

Mikilvægt atriði er það að þekking nútíma vísindamanna á jarðfræðilegri geislavirkni er ófullnægjandi. Hraun, sem á að hafa spúist úr djúpri geislavirkri og heitri kviku, er ekki geislavirk. Skorpan var aldrei hituð eða bráðin með hrörnun geislavirkra efna; skorpan er hituð með núningi eins og lýst er í þyngdarafls-núningslögmálinu. Þessi staðreynd undirstrikar skortinn á raunverulegri þekkingu um hrörnun geislavirkra efna og grundvellinum í mati á aldri jarðarinnar í dag. Enn fremur voru öll reiknuð kælitímabil byggð á röngum forsendum. Í dag viðurkenna nútíma vísindi að þau eru ógild.

Næsta aðferð úr töflunni yfir sögu aldursákvörðunar er aldur byggður á eðlisfræði sporbrautar. Frá 1871 til 1940 rannsökuðu þó nokkrir fræðimenn eðlisfræði sporbrautar og mátu aldur jarðarinnar til að vera á milli 10 milljónir og 3,7 billjón ára gömul. Einn þessara rannsakenda var George Darwin, sonur átrúnaðargoðsins Charles Darwin, sem setti fram þróunarkenninguna. Aldurskenning George Darwins var byggð á þeirri hugmynd að snúningur jarðar væri að hægja á sér. Það sem hann vissi ekki, og það sem rannsakendur í dag vita enn ekki í dag, er sú staðreynd að snúningshraði jarðarinnar og braut hennar eru ekki að hægja á sér, heldur sveiflast þau lítillega á lotubundinn hátt. Darwin sjálfur var ekki alveg sannfærður og nefndi sína eigin kenningu sem „óstýrilátar vangaveltur“:

Það er ekkert sem segir okkur hvort þessi kenning ræður við sanna útskýringu á fæðingu tunglsins, og ég segi þetta, hún er aðeins villtar vangaveltur, ómögulegt að fá staðfestingu á henni. (The Age of the Earth: G. Brent Dalrymple, Standford University Press, 1991, bls. 51).

Án staðfestingar er kenning aðeins heimspeki. Ef sú staðreynd hefði verið viðurkennd af þróunarsinnum þess tíma, væri þróunarkenningin ekki svona vel kunn og við hefðum getað umflúið hinar „villtar vangaveltur“ um aldur jarðarinnar. Væntanlegur aldur jarðarinnar frá George Darwin var á milli 50 og 60 milljónir ára eða meira, en Dalrymple útskýrir:

Við vitum nú að lágmarksgildi Darwins fyrir aldur jarðarinnar er allt of lítið og uppruni hans á tunglinu er rangur. (The Age of the Earth: G. Brent Dalrymple, Standford University Press, 1991, bls. 51).

Það er eitt sem aldrei virðist breytast: að fólk hugsi „við vitum nú“ án þess að vita einu sinni hvað þekking er. Við vitum nú að við vissum ekki það sem við héldum að við vissum!

Næsta aðferð til ákvörðunar á aldri jarðarinnar sem Dalrymple taldi upp byggist á efnafræði sjávar. Þessi aðferð er einnig þekkt sem saltklukkan. Þessi kenning var vinsæl frá árinu 1876 allt til 1943 og byggðist hún á þeirri trú að salt sjávar hafi komið úr ám á meginlöndunum sem er enn ríkjandi skoðun í dag. Kaflinn um falskenninguna um hringrás bergs sýndi að það er ekki satt. Nútíma vísindi þekkir enn ekki hinn sanna uppruna salts sem reyndar voru örverur úr allsherjar flóðinu. Enn fremur er selta sjávar í jafnvægi – hún er ekki að breytast. Dalrymple gaf til kynna að það að leiða af aldur jarðarinnar með aðferð saltklukkunnar væri „óskhyggja“:

Magn á rofi og upplausnar, auk úrkomu, afrennsli, svæði meginlandanna og meðalsamsetning sýnilegs bergs í gegnum jarðfræðilegan tíma er svo lítið þekkt að aldursútreikningur sem byggir á þessum stærðum eru í mesta lagi óskhyggja. En alvarlegasti gallinn í aðferðinni er að ætla að Na, ólíkt öllum öðrum efnum, safnist stöðugt upp í sjónum og fjarlægist ekki. Við vitum nú að efnasamsetning sjávar er ekki að breytast verulega vegna þess að hann er nokkurn veginn í efnafræðilegu jafnvægi. (The Age of the Earth: G. Brent Dalrymple, Standford University Press, 1991, bls. 58).

Með nýjum athugunum og tækniframförum er auðvelt að horfa til baka í tíma til að sjá hvar fyrrum rannsakendum skjátlaðist hrapallega, en það hins vegar enn erfitt að sjá galla í okkar eigin „óskhyggju“. Það sem Dalrymple gerði sér ekki grein fyrir er að nútíma jarðfræði hefur enn enga útskýringu á því hvernig salt komst í höfin og hvers vegna það er í jafnvægi.

Dalrymple viðurkennir að saltklukkan eða „efnafræðilegt rof“ gat „ekki einu sinni gefið okkur gróft mat“:

‚Efnafræðilegt rof‘ var mikilvæg aðferð til að meta aldur sjávarins í kringum aldamótaskiptin [1900], en það er nú þekkt til að geta ekki einu sinni gefið okkur gróft mat á aldri jarðarinnar. (The Age of the Earth: G. Brent Dalrymple, Standford University Press, 1991, bls. 58).

Saltklukkuaðferðin var „mikilvæg“ aðferð til að ákvarða aldur jarðarinnar fyrir einni öld síðan, alveg eins og aðferð geislavirkni er mikilvæg aðferð fyrir nútíma vísindi í dag. Hins vegar falla báðar aðferðirnar af sömu ástæðu – hvorug aðferðanna skilgreinir hinn sanna uppruna þeirra steinda sem verið er að aldursgreina. Uppruni salts í sjónum og uppruni steinda sem eru aldursákvarðaðir með geislavirkni eru nútíma vísindum enn ókunnir.

Hvernig aldursákvarðar maður myndun steinda án þess að vita hvernig steindir myndast?

Hvernig steindir jarðarinnar í skorpunni mynduðust er vísdómur sem aðeins er hægt að finna í vatnsplánetulíkaninu og í líkaninu um allsherjar flóðið.

Sömu mistökin í aðferðinni rof og set til að ákvarða aldur eru enn gerð í dag. Dalrymple sá uppsöfnun seta eins og „stundaglas“ sem var vinsælt fyrir rúmri öld síðan sem „leikur“ sem jarðfræðingar gátu spilað sem leiddi til mikillar breiddar í aldursmatinu:

Notkun uppsöfnun seta sem stundaglas var aðferð sem byggð var eingöngu á jarðfræði og notaði m.a. mat á þeim tíma sem þyrfti fyrir setberg jarðarinnar að safnast upp. Þetta var leikur sem hvaða jarðfræðingur sem er gat spilað… (The Age of the Earth: G. Brent Dalrymple, Standford University Press, 1991, bls. 59).

Dalrymple sá ekkert vandamál í að greina frá þessum hætti og þeirrar miklu breiddar í tímanum vegna þess að hann og samstarfsmenn hans „þekktu nú“ hinn raunverulega aldur jarðarinnar með aðferð geislavirkra efna. Samt hefur „leikurinn“ sem spilaður var fyrir um öld síðan ekkert breyst og getgáturnar um uppsöfnun sets eru enn á spilaborðinu á meðal jarðfræðinga, alveg eins og núverandi leikur um aldursákvörðun með geislavirkum efnum sem rætt verður um síðar.

Sístöðuhyggja er burðarsúla í nútíma jarðfræði, en Dalrymple, stuðningsmaður aldursákvörðunar með geislavirkum efnum, sá að „alvarlegustu mistökin“ í aðferð aldursákvörðunar með rof og set væru „að telja það sem víst að hraði veðrunar hafi verið sá sami“:

Líklega alvarlegustu mistökin í aðferðinni voru hins vegar þau sem Reade hafði engar efasemdir um: að telja það sem víst að hraði veðrunar og sets hafi verið sá sami. Við vitum nú að þessir þættir hafa svo mikið frávik… þess vegna eru þeir lítið meira en menntaðar ágiskanir. (The Age of the Earth: G. Brent Dalrymple, Standford University Press, 1991, bls. 68).

Aldur leiddur út frá ferli veðrunar og sets með svo svakalegri vídd á matinu, allt frá 3 milljónum til 5 billjóna ára, telst varla hæft til að vera „menntaðar ágiskanir“!

Það sem Hutton gerði ráð fyrir, að ‚nútíminn er lykillinn að fortíðinni‘, voru alvarleg mistök sem tekin voru upp fyrir löngu síðan vegna leit nútíma vísinda að leiðum til að afneita allsherjar flóðinu. Á Hutton-Lyell tímabilinu gátu hreinlega engar jarðfræðilegar hamfarir verið til og á miðri 20. öld „vissu nú“ allir sem urðu jarðfræðingar að veðrun og rof sem við sjáum í jarðskorpunni í dag væri „sístöðug“ yfir jarðfræðilegan tíma.

Með tímanum byrjaði ný tækni og aðrar athuganir að veikja kenninguna um sístöðu sem opnaði nýjar leiðir fyrir vísindalega hugsunarganga. Stór lotubundin eldgos og aðrir atburðir buðu hugmyndinni um sístöðugu veðrun og rofi yfir óratíma birginn. Geislavirk hrörnun varð að nýjustum frelsara jarðfræðilegs tímakvarða og fyrri menntaðar ágiskanir um aldur jarðarinnar voru loks „afsannaðar í eitt skipti fyrir öll“ með hrörnun geislavirkra efna:

Aðferðirnar sem voru svo mikilvægar frumkvöðlana í leit sinni að aldri jarðarinnar höfðu verið dæmdar úreltar af hinum nýju sönnunum úr hrörnun geislavirkra efna – hinn stutti jarðfræðilegi tímakvarði var afsannaður í eitt skipti fyrir öll. (The Age of the Earth: G. Brent Dalrymple, Standford University Press, 1991, bls. 77).

Áskorunin helst að ef við lærum ekki af fortíðinni, erum við bundin til að gera sömu mistök – það er nákvæmlega þetta þegar Dalrymple og aðrir sérfræðingar í tímatalsfræði jarðarinnar halda, líkt og fyrrum „frumkvöðlar“ um aldur jarðarinnar, að „nú vita“ þeir.

Sagnfræðilegar og nútíma vísindalegar aðferðir aldursákvarðana

Fyrir utan sagnfræðilegu aðferðir ákvarðana á aldri jarðarinnar, eru til sex svokallaðar vísindalegar aðferðir í töflunni yfir sögu aldursákvörðunar (sjá mynd hér að neðan): Sjávarmál, Hitastig, Eðlisfræði sporbrautar, Efnafræði sjávar, Rof og set og Geislavirkni. Í dag trúa flestir vísindamenn að fyrri rannsakendur hafi gert vel þegar þeir virtu hina skráðu sögu heimsins að vettugi og skiptu henni út fyrir nýjum aðferðum aldursákvarðana sem áttu að opinbera hinn „rétta“ aldur jarðarinnar. En í sumum tilfellum var sú trú misvísandi. Í þessum og öðrum köflum mun sýnt á óhrekjandi hátt að tuttugasta öldin færði okkur leiðandi nútíma vísindamenn sem voru sameinaðir í einni áætlun – að skipta út hina skráðu sögu heimsins með nýrri fræðilegri sögu.

Sögulegar heimildir um aldur jarðarinnar hafa ekki breyst mikið í gegnum árin, en hinar sex útbreiddu aðferðir sem nútíma vísindi notar til að meta aldur jarðarinnar, hafa allar gengist undir gífurlegar breytingar. Sérhver aðferð aldursákvörðunar var vel samþykkt á sínum mektardögum og eins var þeim öllum hafnað fljótt eftir að ný kenning tók við af henni gömlu. Í dag hafa allar gömlu aðferðirnar og aldrar verið hafnað af nútíma vísindum og eftir er aðeins nýjasta aðferðin og samsvarandi aldur hennar. Engin vísindagrein hefur nokkurn tímann náð þeim áfanga þar sem allt sem hægt er að vita um greinina hefur verið uppgötvað, en annað er þó hljóðið í sérfræðingum í tímatalsfræði jarðarinnar.

Tafla yfir sögu aldursákvörðunar

Taflan yfir sögu aldursákvörðunar í mynd hér að neðan sýnir aðferðir aldursákvörðunar skráða í tímaröð sem eitt sinn voru við lýði. Fyrir utan sagnfræðilega hluta töflunnar, kom meginhluti upplýsinganna úr bókinni The Age of the Earth, eftir G. Brent Dalrymple, sérfræðing í tímatalsfræði jarðarinnar. Við munum ræða verk hans í næstum færslum.

Frá upphafi tímans og allt fram á 18. öld var hin skráða mannkynssaga í vörslu greindra manna. Sögðu nokkuð þessir sagnaritarar að allir á undan þeim hafi verið fávísir eða ófærir um að skrifa? Gáfu þessir fornu fræðimenn í skyn að þeir eða foreldrar þeirra voru fyrstir til að læra að lesa og skrifa? Varð hellisbúinn skyndilega ‚lærður‘ sem bætti smám saman tungumálagetu sína?

Sjálfmenntaðir menn og konur hafa alltaf verið til, en í flestum skólum í dag er hin skráða mannkynssaga meðhöndluð sem goðsögn og hefur verið skipt út fyrir fræðilegri sögu eða forsögu sem spannar milljónir og jafnvel milljarðar ára. Hvernig gerðist það? Nútíma vísindi gegndi lykilhlutverki í að lasta hina raunverulegu mannkynssögu.

Vinstri dálkurinn í töflunni í myndinni hér að ofan er samantekt á sjö aðferðum aldursákvörðunar. Undir sérhverri aðferð má finna tímabil þar sem sú hún var í háhöfði og mat á aldri jarðarinnar sem leiddur var af aðferðinni. Hinn sögulegi aldur stendur upp úr í einstæðum flokki vegna ungs aldurs, einkum þegar hann er borinn saman við hina „vísindalegu“ aldra. Saga er oft ekki hugsuð sem vísindagrein en Michael Shermer segir í Scientific American að „hún getur verið það“:

Sagan er ekki hugsuð nægilega oft sem vísindagrein, en hún getur verið það ef hún notar ‚aðferð samanburðar‘. (Doing Science in the Past, Michael Shermer, Scientific American, maí 2010, bls. 34).

Shermer var að skrifa gagnrýni á bók sem var gefin út árið 2010 um mismuninn á milli tveggja þjóða sem búa á sömu eyju – Haítí og Dóminíska lýðveldið. Bókin Natural Experiments of History eftir Jared Diamond og James A. Robinson greina frá þáttum sem leiddu til tveggja mjög mismunandi þjóða. Shermer hélt áfram að útskýra að það var kominn tími fyrir vísindamenn til að „virða söguna sem vísindagrein“:

Í þungamiðju allra vísinda er einangrun fáeinna öflugra þátta sem eru ábyrgir fyrir megnið af fervikum þess sem mælt er. Notkun á aðferð samanburðar með slíkum náttúrulegum tilraunum sögunnar er ekki frábrugðið því sem félagsfræðingar og hagfræðingar gera í samanburði á náttúrulegum tilraunum samfélagsins í dag. Svo að tíminn er kominn fyrir vísindamenn til að virða söguna sem vísindagrein og fyrir sagnfræðinga til að prófa sagnfræðilegar kenningar sínar með aðferð samanburðar og með annarri tækni. (Doing Science in the Past, Michael Shermer, Scientific American, maí 2010, bls. 34).

Þetta er einmitt það sem við vonum að lesandinn taki með sér eftir að lesa næstu færslur auk 14. kaflans í UM sem fjallar um líkanið um mannkynssöguna – að skynja meiri virðingu fyrir sögunni sem vísindagrein. Án sögunnar eru engin vísindi, vegna þess að fortíðin sem próf tímans er nauðsynleg sönnun fyrir sérhverja sanna vísindalega uppgötvun.

Lífjarðlagafræði – aldursákvörðun steingervingalaga

Jarðfræðilegi tímakvarðinn, sem er „hvergi til á jörðinni“ nema í öllum kennslubókum í jarðfræði, hófst með lífjarðlagafræði. Berglög voru fyrst aldursákveðin samkvæmt þeim steingervingum sem þau innihéldu. En, eins og við munum sjá síðar og í steingervingalíkaninu, þá voru þetta hrapalleg mistök.

Annað fræðilegt þversnið bergs sem er ekki til eru steingervingalögin. Berglög með steingervingum úr frumstæðum örverum neðst og úr þróuðum spendýrum efst (eins og sagt er fyrir um í þróunarkenningunni) finnast hvergi í heiminum. Hvernig getur jarðfræðilegur tímakvarði, byggður á steingervingalögum, verið áreiðanlegur ef steingervingalögin sjálf eru ekki til?

Þetta leiddi til þess að nútíma vísindi lagði allar aldursákvarðanir sínar undir í einn hlut – aldursákvörðun með geislavirkni:

Lífjarðlagafræði gefur okkur nú ítarlegt kerfi fyrir samsvarandi raðir steina um allan heim. Þó hefur það sínar takmarkanir. Það getur sýnt að einn steinn sé eldri en annar, en ekki nákvæmlega hversu gamall. Með örðum orðum gefur það okkur afstæðan en ekki nákvæman aldur. Með því að vinna úr því hversu hratt lög gætu hafa myndast og með öðrum vísbendingum, ákvörðuðu jarðfræðingar grófan aldur fyrir hinn jarðfræðilega tímakvarða. En það er fyrst með þróun aldursákvörðunar með geislavirkni síðastliðin 50 ár að við getum verið fullviss um að aldrar séu nokkuð nákvæmir. (The Complete Guide To Rocks & Minerals: John Farndon, Anness Publishing, 2006, bls. 35).

Hvað þýðir „nokkuð nákvæmir“ þegar það kemur að aldursákvörðun með geislavirkni á berglagi sem jarðfræðingar viðurkenna að sé hvergi til á jörðinni? Jarðfræðingar svara þessu með því að útskýra að ‚hlutar‘ úr þessum tímakvarða séu til á mismunandi stöðum. Það leiðir til áhugaverðrar spurningar:

Framreikningur! Hins vegar er sá framreikningur sem sameinar mismunandi lög jarðskorpunnar úr ýmsum stöðum í heiminum í einn ‚jarðfræðilegan tímakvarða‘ hræðilega villandi. Vandamálið versnar enn frekar með þeirri staðreynd að aldursákvörðun með geislavirkni getur aðeins verið framkvæmd á steinum sem hafa einhvern tímann bráðnað.

Þetta skapar stórt vandamál, vegna þess að megin þorri setefna á jörðinni hefur aldrei bráðnað og kom ekki úr bráðnuðu bergi. Þannig að jarðvísindamenn eru fastir, vitandi að þeir geta ekki aldursákvarðað flest setefni á beinan hátt, né heldur steingervinga, sé aldursákvörðunin gerð með geislavirkni. Hvernig geta þeir þá verið „fullvissir“ um að jarðfræðilegi tímakvarði þeirra sé „nokkuð nákvæmur“?

Þróunarsinnar en einnig mannfræðingar vita að það er engin áreiðanleg aðferð um aldursákvörðun til sem aldursákvarðar steingervingana sjálfa. Þeir verða að snúa sér að jarðfræðinni til þess að fá aldrana sína. Uppgötvun hinnar nýju jarðfræði í vatnsplánetulíkaninu þýðir að við vitum núna að grundvöllur sá er nútíma jarðfræði byggir á – er sandur. Til að sýna þetta enn frekar, munum við rannsaka sögu aldursákvörðunar sem sýnir hvernig kenningar um aldur jarðarinnar hefur í fyrstu verið viðurkenndur – en síðar hafnaður.

Tímakvarðinn sem var aldrei til

Í líkaninu um allsherjar flóðið er jarðfræðilegur tímakvarði ásamt dularfullu nöfnin á berglögunum í þversniði bergs óþörf. Þau voru reyndar aldrei til og rannsakendur sjálfir viðurkenna almennt að berglögin „séu hvergi til á jörðinni“:

Jarðfræðilegur tímakvarði

Jafnvel þótt að slík berglög séu hvergi til á jörðinni, er ítarlegur tímakvarði sem byggir á þau notaður víða. (The Complete Guide To Rocks & Minerals: John Farndon, Anness Publishing, 2006, bls. 35).

Hugsaðu þér hvað gerist þegar við notum röng líkön til að myndgera heiminn í kringum okkur. Vísindin notuðu eitt sinn líkan af sólkerfinu byggða á jarðmiðju. Voru forspár um hreyfingu reikistjarna að virka? Nei. Galen gerði frægt líkan af mannslíkamanum út frá líffærafræði apa – voru skurðaðgerðir byggðar á því líkani áreiðanlegar? Nei. Hvers vegna ætti það að vera eitthvað öðruvísi í jarðvísindum? Jarðfræðilíkan nútíma vísinda er tröllriðið af fjölmörgum leyndardómum, frávikum og ráðgátum sem eru óútskýranlegar í dag.

Jarðfræðilegur tími er afleiðing langs lista af jarðfræðilegum villum sem skráðar eru í UM. Falskenningarnar um óratíma og kviku, sem eiga að vera drifkraftur flekahreyfinga, hafa nokkuð sameiginlegt: hvorug þeirra er rétt og báðar eru hinum virta föður jarðfræðinnar til hróss – James Hutton.

Framreikningur Mark Twains

Hinn vel þekkti rithöfundur, háðsádeiluhöfundur og skipstjóri fljótbáts, Mark Twain, hafði mjög gaman af að skrifa um Mississippi fljótið. Í bók hans Life on the Mississippi, dró hann upp mynd af getgátum nútíma vísinda um tíma:

Ef ég nú myndi vilja vera einn af þessu þunglamalegu vísindafólki, og blaðra til að sanna hvað hafi gerst fyrir löngu síðan með því sem gerðist á ákveðnum tíma fyrir stuttu síðan, eða hvað muni gerast langt í framtíðinni með því sem gerðist á síðustu árum, þvílíkt tækifæri það væri!

Jarðfræðin hafði aldrei slíkt tækifæri, né slíkar nákvæmar dagsetningar til að rökræða út frá! Né heldur ‚þróun tegunda‘! Ísaldir eru frábærir hlutir, en þeir eru óljósir – svo óljósir. Vinsamlegast takið eftir:

Á 176 ára tímabili hefur neðri hluti Mississippis styst um 389 km. Þetta eru smávægilegir 2 km á ári að meðaltali. Þess vegna getur hvaða spakur maður sem er, sem ekki er blindur eða fáviti, séð að á gamla sílúr tímabilinu fyrir einum milljón árum í nóvember, hafi neðri Mississippi verið tveimur milljónum kílómetrum lengri og stokkið yfir Mexíkóflóann líkt og veiðistöng. Og með sama hætti gæti hver sem er séð að eftir 742 ár mun Mississippi fljótið aðeins vera 2 km að lengd, og Cairo og New Orleans munu sameina götur sínar og fólk mun rölta rólega með einn borgarstjóra og eitt sameiginlegt borgarráð. Það er eitthvað heillandi við vísindi. Maður fær slíkan aragrúa af getgátum til baka út úr smávægilegu innleggi staðreynda. (Life on Mississippi: Mark Twain, upphaflega gefið úr af James R. Osgood & Co., 1883).

Með pælingum Mark Twains sjáum við að jarðfræðilegur tími er einfaldlega getgáta sem byggð er á smávægilegu innleggi staðreynda. Á virðulegri og fræðilegri máli mætti kalla þetta framreikning. Webster orðabókin útskýrir framreikning sem „ákvörðun (óþekktrar stærðar) út frá einhverju sem er þekkt; getgáta.“ (Webster´s Universal College Dictionary: Random House, Inc., 1977, bls. 284).

Framreikningur getur verið gagnlegur í stærðfræði og tölvulíkönum en hann ætti aldrei að vera notaður til þess að skilgreina breiðar hugmyndir í náttúrunni eins og jarðfræðilegan tímakvarða. En það er nákvæmlega það sem nútíma vísindi hafa gert – að álykta að jarðfræðilegur tími sé ‚þekktur‘ út frá óþekktum hlutum, sem þýðir ekkert annað en það sem orðabókin segir að það sé – getgáta.

Allsherjar flóðið kemur í stað jarðfræðilegs tíma

Jarðfræðilegur tími var ekki bara grundvallaður á gallaðri hugmynd um síðstöðu, heldur inniheldur hann þá ótraustu heimspeki að gjörvöll jörðin upplifi breytingartímabil þar sem sjávarstaða ýmist fellur eða rís. Slíkt leyfir myndanir á gríðarstórum víðáttum af kalksteini, leirsteini og sandsteini. Enginn hefur þó nokkurn tímann sýnt að þetta gæti verið mögulegt og það er engin raunveruleg vísindaleg sönnun til fyrir landris eða niðurstreymi fleka á löngum tíma. Enn fremur gætu milljarðar ára langt rof ekki myndað stóru slétturnar sem finnast í sérhverri heimsálfu. Myndun flatlendis er mikill leyndardómur í nútíma jarðfræði, en stóru flatlendin á jarðskorpunni mynduðust á mjög skömmum tíma. Uppbrot Pangaea og hæg hreyfing flekanna í kjölfarið á jarðfræðilegum tíma myndi leyfa þróun á mjög mismunandi jarðfræðilegum svæðum á svo löngum tíma, sem er í ósamræmi við samanburð á í raun svipuðu bergi og setlögum um allan heim.

Það er aðeins eitt svar: það hlýtur að hafa verið allsherjar viðburður í öllum heiminum sem myndaði svona álíka setlög, og þessi viðburður var allherjar flóðið (AF).

Fleiri vísindalegar sannanir eru til um AF en um nokkurn annan jarðfræðilegan viðburð á heimsvísu í sögu jarðarinnar. Eftir að víðsýnir einstaklingar hafa farið yfir hauginn af vísbendingum um flóðið, er næsta rökrétta skrefið að gera sér grein fyrir því að stórflóðið kemur í staðinn fyrir jarðfræðilegu tímatöflunni í nútíma vísindum. Hin raunverulega jarðfræðilega tímatafla er til fyrir setlög allsherjar flóðsins.

Í vatnsplánetulíkaninu uppgötvuðum við mikilvægi hlutverks vaþrývarma ferla fyrir myndun bergs, einkum þeirra steinmyndana á meginlöndunum sem urðu til í AF. Í fyrsta sinn hafa rökfræðilegur og sannanlegur uppruni á lögum á hinum gríðarlegum sandi, karbónati, salti, olíu, gasi og málmgrýti verið afhjúpaður. Það er til gríðarlegt magn af vísbendingum og ummerki á yfirborði jarðarinnar sem sýnir að myndun steinda varð til „á staðnum“, það er að segja nákvæmlega á yfirborðinu þar sem þær liggja í dag, og mynduðust þær fyrir nokkrum þúsundum ára síðan.

Í AF kaflanum eru til fullt af dæmum um jarðfræðilega viðburði sem áttu sér stað fyrir aðeins nokkrum þúsund árum síðan. Jarðskjálftauppruni Miklagils sem sýndur er í næstu mynd er eitt slíkt dæmi sem staðfestir hversu ungt Miklagil er og þann óvenjulega jarðskjálfta sem myndaði það þegar 350 m hátt misgengi klauf gilið. Þessi gífurlegi viðburður átti sér stað stuttu eftir flóðið þegar jarðskorpan hreyfðist rólega í upphaflega stöðu, reis eftir að hafa fallið saman vegna lækkunar á snúningshraða jarðar sem AF halastjarnan orsakaði. Þessi nýi uppruni Miklagils útskýrir rökrétt hvernig gilið myndaðist eftir allherjar flóðið á þessum miðdepli í sögu jarðarinnar.

Út frá áþreifanlegum sönnunum fyrir AF munum við þróa nýja vísindalega aðferð aldursákvörðunar, byggða á flóðinu. Vísað verður í hana sem flóðdagsetninguna. Þessi nýja aðferð aldursákvörðunar mun verða komið á fót samkvæmt jarðfræðilegum staðreyndum AF, sem eru gerð fullgild af hinum einstæða umhverfi sem steindir mynduðust í á meðan flóðið stóð yfir. Aðrar aðferðir aldursákvörðunar byggða á flóðinu munu vera rædd í undirkafla 10.10.