26.08.2012-18:24:00   |   Dušan Valent
#Zem
#Záhady a zvláštne javy
#Pravek
#Zbúrané mýty
Na prelome 19. a 20. storočia si vedci všimli, že niektoré typy hornín vyžarujú nepretržite veľké dávky energie, a to bez toho, aby sa viditeľne zmenšovali alebo rozpadali. Čo vtedy nikto netušil až do čias Einsteina, bolo, že skaly jednoducho mimoriadne efektívne premieňali hmotu na energiu. Rádioaktívne prvky sa totiž rozpadali na iné prvky.
Zistilo sa, že akákoľvek vzorka rádioaktívneho materiálu vždy potrebuje rovnaký čas, aby sa polovica z neho premenila na iný prvok – notoricky známy polčas rozpadu. Rýchlosť rozpadu týchto prvkov je dobre známa a nezávisí na vonkajších podmienkach, čiže je v podmienkach našej Zeme nemenná – vedci sa ju pokúšali zmeniť rôznymi spôsobmi, ale u izotopov používaných na datovanie ani raz neuspeli.



Ako sa datuje


-

Než sa zameriame na konkrétne problémy datovania, aspoň stručne zmienime, ako datovanie hornín resp. skamenelín prebieha. Ak chcú geológovia alebo chemici zistiť vek hornín, rozdrobia horninu na jednotlivé minerálne kryštály. V rámci daného kryštálu potom zmeria množstvo vybraného rádiaktívneho izotopu a jeho rozpadových produktov. Tento princíp funguje iba v prípade hornín, ktoré vychladli zo stavu roztavenia, teda u tzv. vyvrelých hornín. Veľká pozornosť sa venuje tomu, aby sa nepovažovalo za vierohodné určenie veku, pri ktorom niektoré z rodičovských/dcérskych atómov unikli, alebo nové atómy kontaminovali kryštál.

Azda najznámejšou metódou je rádiouhlíkové datovanie. Používa sa na organickú hmotu a funguje tak, že dusík-14 je zmenený vesmírnou radiáciou na uhlík-14, ktorý sa dostáva napr. potravou do živých organizmov. Po smrti organizmu sa začína jeho rozpad, čo robí kosti, schránky alebo drevo datovateľnými, pokiaľ sú mladšie ako cca 60 000 rokov. Za vyvinutie techniky datovania uhlíkov 14C bola v roku 1960 udelená Nobelova cena za chémiu, pričom správnosť metódy sa podarilo otestovať, prvýkrát sa tak stalo správnym určením veku dreva zo staroegyptského člna, ktorého vek mohol byť nezávisle overený na základe historických dokumentov.


-

Skameneliny nenájdeme vo vyvrelých horninách, a veľká väčšina z nich je príliš stará na to, aby sa mohli datovať rádiouhlíkovou metódou. Vek takýchto skamenelín sa preto určuje nepriamo, pomocou relatívneho datovania súvrství, v ktorých sú nájdené. Relatívne datovanie určuje, čo je staršie či mladšie ako niečo iné.

Približný vek skameneliny zistíme z dát získaných rádiometrickým datovaním k nej najbližších takto datovateľných vrstiev, od ktorých sa odvodí vek súvrství so skamenelinami podľa niekoľkých jednoduchých pravidiel:

1. mladšie horniny sa usadili neskôr, sú bližšie k povrchu, kým staršie horniny sú hlbšie (okrem špecifických prípadov, keď došlo kvôli tektonickým pohybom k prevráteniu vrstevných sledov)
2. vrstvy boli usadené približne horizontálne (neplatí pre špecifické šikmé zvrstvenia)
3. horninové teleso, ktoré pretína inú štruktúru, je mladšie ako štruktúra, ktorú pretína
4. horninové teleso zahrnutá v inej štruktúre je staršie, ako štruktúra, ktorá ho obkolesuje
5. procesy, ktoré sú činné dnes, podliehajú rovnakým fyzikálnym zákonitostiam ako procesy pradávne – prítomnosť je kľúčom k minulosti (celkom neplatí pre najstaršiu históriu Zeme)

V teréne určovanie veku hornín často výrazne uľahčuje obsah skamenelín. Druhy niektorých skupín organizmov sú totiž typické rýchlou evolúciou, hojnosťou a širokým rozšírením. Rýchla evolúcia napr. amonitov, trilobitov, treťohorných lastúrnikov či zástupcov niektorých ďalších skupín znamená, že ich konkrétne druhy jestvovali krátko, a tak sú typické iba pre geologické obdobia trvajúce niekoľko málo miliónov rokov.

Námietky

Čas od času možno predovšetkým v náboženských kruhoch naraziť sa ostrý nesúhlas so zaužívanými postupmi datovania. Že prakticky nikdy nevychádza z úst či pier profesinálnych geológov, chemikov, fyzikov či paleontológov, samo o sebe naznačuje vierohodnosť týchto tvrdení. Napriek tomu sa pozrime na niekoľko najčastejších námietok.



  • Námietka: Rádiouhlíkové datovanie živého lastúrnika ukázalo vek mnohých tisícok rokov
    Odpoveď: tieto konkrétne lastúrniky žijú vo vodách pokrývajúcich starodávny vápenec, ktorý uvoľňuje rádioaktívne mŕtvy uhlík do vody. Tento „starý“ uhlík sa stáva súčasťou schránok lastúrnikov, a to rozhádže pomer uhlíka potrebný na datovanie. Ide o dobre známu anomáliu.


  • Námietka: Množstvo atmosférického 14C sa mení v závislosti od toho, ako dobre odráža zemský magnetizmus kozmické žiarenie.
    Odpoveď: Tieto zmeny sú známe, a preto sa „surové“ dáta získané datovaním 14C kalibrujú. „Surové“ dáta ukazujú o čosi nižšie hodnoty, než je skutočný vek.


  • Námietka: Nameraný vek niekoľko miliónov rokov v nedávno utuhnutej láve
    Odpoveď: Geológovia Funkhouser a Naughton v skutočnosti datovali staršie minerálne úlomky (inklúzie) olivínu v láve. Anomálne výsledky spôsobuje aj prirýchle tuhnutie lávy, ktoré neposkytuje dostatočný čas na uniknutie staršieho rádiogénneho obsahu, napr. tuhnutie podmorskej lávy. Situácia je najhoršia, keď teplota lávy nedosahuje uzavieraciu teplotu (teplota, pri kt. dochádza k odstráneniu rádioaktívnym rozpadom vzniknutých izotopov) daných minerálov - Nemeria sa tak vek lávy samotnej, ani vek pôvodných minerálnych zŕn, ale niečo medzi. Ide o exemplárny príklad použitia nevhodných datovacích techník. Iné prípady: napr. K-Ar metóda nie je vhodná pre vzorky mladšie ako 100 000 rokov, rozpadlo sa príliš málo rodičovských izotopov. Alebo iný príklad: po ubehnutí ôsmich polčasov rozpadu 14C zostane príliš málo rádioaktívneho uhlíka - iba akýsi "šum", a tak spoľahlivé datovanie viac nie je možné. Problémom je taktiež, že vzorky 14C sa ľahko kontaminujú, prípadne sa v nich vyskytnú staršie prímesi.


  • -


  • Námietka: V priebehu histórie mohli niektoré izotopy z minerálov v hornine uniknúť, iné sa do nich dostať.
    Odpoveď: Sú to zriedkavé situácie, ale nemožno ich vylúčiť. Existuje tzv. izochrónna metóda, ktorá nevyžaduje, aby bolo známe počiatočné množstvo rodičovských ani dcérskych izotopov a dokáže ich únik či pributnutie odhaliť. Je založená na meraní viacerých vzoriek rôznych minerálov a okrem rodičovského a dcérskeho prvku zahrňuje taktiež meranie iného izotopu dcérskeho prvku. Na možnosť vzniku/úniku prvkov do minerálu upozorní aj petrografický výskum stavu zrna (rozsah zvetrania alebo iných poškodení) a prítomnosť niektorých druhotných minerálov, ako sú xenokrysty.


  • Záver

    Geológovia rozumejú obmedzeniam a problémom datovacích techník a datovacie metódy používajú tak, alebo si pomáhajú takými postupmi, aby dokázali určiť správny vek hornín alebo skamenelín. Metódy relatívneho datovania dopĺňajú metódy absolútneho datovania a čo je najdôležitejšie, viaceré rôzne a na sebe nezávislé datovacie metódy ukazujú rovnaké čísla. Na tie isté horniny sú konkurenčnými laboratóriami používané viac ako tri datovacie metódy, ale vždy dávajú tie isté čísla. Vyvrátenie geologickej časovej škály nemôže byť výsledkom nahromadenia chybných datovaní tých najhorších a najproblematickejších vzoriek. Akákoľvek kritika by mala vychádzať z najlepších a najkonzistentnejších dát. Aj keby rádiometrické datovanie nefungovalo, záznam usadených hornín a obsah jeho skamenelín jednoznačne ukazuje na pradávnu históriu Zeme, v rámci ktorej sa v čase vystriedali stovky a stovky spoločenstiev organizmov (viď posledný obrázok, ktorý zobrazuje len strednu kriedu), aké žiadnym spôsobom nie je možné natesnať do postulovanej alternatívy - niekoľkotisícročnej histórie Zeme.


    -





    Rozsiahlejšie články na podobnú tému:

    TalkOrigins: Radiometric Dating and the Geologic Time Scale
    Planetopia: Radiometrické datováni

    Zdroje:

    Eide, E. A.: Geochronological Techniques. IN: Selley, R., Cocks, L. R. M., Plimer, I. R. (eds): Encyclopedia of Geology. Elsevier, 2004.
    Prothero, D.: What the Fossils Say and Why It Matters. Columbia University Press, 2007. 
    Prothero, D., Dott, R.: Evolution of the Earth. McGraw-Hill Science/Engineering/Math, 2009. 

    Zdroje obrázkov: wikimedia.org, elearning.stkc.go.th, paleopolis.rediris.es,
    Páčia sa Vám naše články? Podporte nás

    Zdieľajte článok






    Za podporu ďakujeme

    Pridať e-mail