Patterson hunsar sannanir gegn aldursákvörðun með blýi

Grein Pattersons frá 1956, Age of meteorites and the earth, innihélt aldur jarðarinnar með geislunarmælingum, byggða á kalín-argon aðferðinni, sem vel að merkja er útbreiddasta aðferðin sem notuð er í dag til að aldursgreina loftsteina og aðra steina. Aldrar hans höfðu gríðarlega breiða vídd, eða frá 2,0 - 4,2 milljarða ára, þar til hann gaf sér aðra forsendu:

... gerir ráð fyrir að fast magn, eða um 20%, af argon myndað við geislavirkni sé glatað… (Age of meteorites and the earth, Clair Patterson, Geochimica et Cosmochimica Acta, 1956, Vol. 10, bls. 222-233).

Þessi nýja forsenda sem greinilega er úr lausu lofti gripin, sýndi aldursmat hans sem 4,8  milljarðar ára. En hvað með 2, 3 og 4 milljarða ára matið úr hinum loftsteinunum? Hvernig kom Patterson þessum „stóra aldursmismun“ heim og saman? Hann hunsaði einfaldlega lægri aldrana og flokkaði þá sem „mæliskekkjur“:

Stór aldursmismunur verður því að koma heim og saman á grundvelli annarra mæliskekkja. (Age of meteorites and the earth, Clair Patterson, Geochimica et Cosmochimica Acta, 1956, Vol. 10, bls. 222-233).

Patterson gerði ráð fyrir því að þekkja nú þegar svarið á aldri jarðarinnar og leitaðist þess vegna eftir því að láta hlutina koma heim og saman. Síðustu orð Pattersons í greininni Age of meteorites and the earth endurspeglar traustið hans á hinni fræðilegu jafnaldurslínu sem í hans huga „vísar á réttan hátt í tímann frá því jörðin öðlaðist núverandi massa sinn“, og jafnvel ganga svo langt að kalla það „staðreynd“:

Það er staðreynd að geysimikil efnafræðileg sundurgreining átti sér stað á meðan ferlið stóð yfir sem leiddi til vélrænnar einangrunar þess massa efnis sem jörðin er gerð úr, og þar sem breytingar á þessum massa fylgdi efnafræðileg sundurgreining, vísar jafnaldurslína Pb/Pb lofsteina á réttan hátt í tímann frá því jörðin öðlaðist núverandi massa sinn. (Age of meteorites and the earth, Clair Patterson, Geochimica et Cosmochimica Acta, 1956, Vol. 10, bls. 236).

En þó vissi Patterson aldrei hvernig loftsteinar mynduðust og hann hafði enga hugmynd um að járnútkastið í kringum vatnsgíginn í Arizona kom ekki utan úr geimi. Þetta efni úr járnútkastinu er ‚ómótmælanleg sönnun‘ fyrir því að nútíma vísindi hafa leitt út rangan aldur jarðarinnar. Ennfremur eru „staðreyndir“ Pattersons um hvernig „jörðin er gerð“ alls ekki staðreyndir. Slíkir hlutir eru enn óþekktir í nútíma vísindum í dag, á sama hátt og uppruni blýs (Pb) og úrans í loftsteinum er óþekkt.

Ári eftir að Patterson gaf út sína frægu grein um aldur jarðarinnar, harmar leiðbeinandi hans Brown að það hafi verið „vandamál“ í aldri loftsteinanna, vegna „eins óheppilegs erfiðleika“ eins og hann orðar það:

Vandamálið við aldur loftsteina myndi virðast vera leyst með ásættanlegri óvissu, ef það væri ekki vegna eins óheppilegs erfiðleika. Ef forsendur okkar eru réttar, ætti silíkat ástand loftsteina að innihalda úran í ákveðnum reiknanlegum hlutföllum, en í þeim loftsteinum sem greindir hafa verið hingað til, birtist úran ekki nema í einn sjötta til helmings þess magns sem það ætti. Það er of snemmt að segja hvort frávikið sé raunverulegt eða hvort það stafi af samlagningu á skekkjum úr greiningu og úrtaka. Ef frávikið er raunverulegt, þá verðum við að álykta að annað hvort er eitthvað alvarlegt að blýgögnunum eða við erum að glíma við ástand sem er miklu flóknara en okkur hafði grunað. (The Age Of The Solar System, Harrison Brown, Scientific American, apríl 1957, Vol. 196, bls. 92).

Raunverulega vandamálið er að „forsendurnar“ voru ekki réttar til að byrja með og að ástandið er „miklu flóknara“ en þá höfðu grunað vegna þess að þeir þekktu ekki sannleikann. Erfiðar spurningar eru auðveldar ef maður þekkir svarið. Brown harmaði enn fremur að aldrarnir í gefnu sýni ættu að passa, en gerðu það oft ekki:

Nú eru það fjórar mismunandi leiðir til að geta reiknað út aldur steina, þ.e. úr (1) hlutfalli blýs 206 á móti úran 238, (2) hlutfalli blýs 207 á móti úran 235, (3) hlutfalli blýs 206 á móti 207 og (4) hlutfalli helíns á móti úran. Helst ættu allar fjórar að gefa sömu niðurstöðu og ekkert aldursmat er álitið traust nema a.m.k. tvær óháðar aðferðir (þ.e. tvær af fyrstu þremur hér) gefi sömu niðurstöðu. En því miður framkalla flóknir þættir oft frávik í mati á gefnu sýni. (The Age Of The Solar System, Harrison Brown, Scientific American, apríl 1957, Vol. 196, bls. 82).

Brown lætur loks gefast að leiðrétting á magni frumblýs sem þarf til að ná hinum svokallaða ‚aldur jarðarinnar‘ var í mörgum tilfellum „ómögulegt“ að gera:

Því miður hafa flestir steinar í náttúrunni eitthvað af ‚venjulegu‘ blýi og hlutföll samsæta blýs eru mjög breytileg á mismunandi sýnum. Þetta gerir leiðréttingu á frumblýi erfiða og í mörgum tilfellum ómögulega. (The Age Of The Solar System, Harrison Brown, Scientific American, apríl 1957, Vol. 196, bls. 83).

Að lokum gerði Patterson þrenn alvarleg mistök í mati sínu á aldri jarðarinnar sem við munum rannsaka nánar:

Fyrstu alvarlegu mistök Pattersons – að gera ráð fyrir að gervi-loftsteinarnir úr Arizona og Hanbury væru utan úr geimi – er hægt að skýra með því að vísa í efnið í undirkafla 7.11 og 7.12. Þar lærum við að járnið er í raun járnútkast neðan úr gígnum, ekki utan úr geimi.

Vatnsplánetulíkanið afhjúpar önnur alvarlegu mistökin í verki Pattersons með því að sýna að Miklagilssvæðið (u.þ.b. það svæði sem vatnsgígurinn í Arizona er staðsettur) hefur fleiri hundruð úran gosrásir. Colorado hásléttan er þakin vatnsæðakerfi sem skerst við úran gosrásirnar. Úran-myndandi örverur í öllu kerfinu gætu auðveldlega mengað járnútkastið úr vatnsgígnum í Arizona – sama járnið og Patterson gerði ráð fyrir að hafi enga blýmengun.

Enn fremur sýnir loftsteinalíkanið (undirkafli 7.10) að flestir svokallaðir ‚loftsteinar‘ eru í raun járnútkast sem myndaðist í gosrásum gosbrunna þegar þeir voru í vaþrývarma ástandi. Í dag getum við fylgst með þessu sama umhverfi í djúpum neðansjávarhverum, sem hafa sýnt að hafa þungmálma og „geislavirk efni“ í nánd við þá, eins og fjallað er um í grein í Science frá 2002 undir heitinu Evolution and Biogeography of Deep-Sea Vent and Seep Invertebrates:

Heitir og stígandi vökvar (frá nokkrum gráðum til >60°C hærra en umlykjandi hitastig), ríkir af þungum málmum og geislavirkum efnum, streyma ístöðulaust í neðansjávarhverum. (Evolution and Biogeography of Deep-Sea Vent and Seep Invertebrates, C. L. Van Dover, et al., Science, 295, 1253, 2002, neðanmálsgrein 4).

Mikilvægt einkenni djúpra neðansjávarhvera er að margir málmar, þar á meðal blý, berast inn í heitt hveravatnið. Blý var fjórum til tuttugu sinnum algengara en járn í heita vatninu. Rannsóknir hafa einnig sýnt að það inniheldur „geislavirkt“ blý, sem er hluti af hrörnunarkeðju úrans (megin aðferð aldursgreininga með geislunarmælingu):

Besta vísbendingin um neðansjávar málma/hálfmálma sem afgasa á meðan gos stendur yfir, er fyrir frumefnin Po og Pb [blý]. Glerkennt basaltsýni sem gaus úr neðansjávareldfjallinu Macdonald, í Austur-Kyrrahafs fjallgarðinum við 9°50‘N, úr neðansjávareldfjallinu Loihi og úr Gorda hryggnum sýna öll geislavirkt ójafnvægi milli ²¹⁰Pb (helmingunartími = 22 ár) og ²¹⁰Po (helmingunartími = 138,4 dagar), sem bæði eru hluti af ²³⁸U hrörnunarkeðjunni. (Degassing of metals and metalloids from erupting seamount and midocean ridge volcanoes: Observations and predictions, Ken Rubin, Geochimica et Cosmochimica Acta, Vol. 61, Nr. 17, 1997, bls. 3527).

Nýja viðmið vatnsplánetulíkansins um myndun steinda og gangvirkið sem allsherjar flóðið gefur, gerir þessa neðansjávarhveri að mikilvægum rannsóknarstofum um vaþrývarma og sýna þeir að náttúruleg úran- og blýmengun ógilda aðferðir aldursgreininga með geislunarmælingu, séu þessi frumefni notuð.

Ég ætla að geyma þriðju alvarlegu mistök Pattersons um sirkon kristalla og kviku, en fjalla fyrst um þá arfleifð sem Patterson skildi eftir sig.

Athugasemdir

[Jónas Gunnlaugsson, 3.4.2019 kl. 17:27]

Þakka þér fróðleikinn, ekki er allt sem sýnist.

Góð lexía fyrir okkur, og bráðnauðsynleg áminning.

Egilsstaðir, 03.04.2019  Jónas Gunnlaugsson