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与生命的对话(十三)

2024-10-07科学

学生:那么放射性年代测定法所提供的年代又作何解释呢?据我了解,科学家们可以用这种测定法准确地测出几百万年甚至几亿年前化石的年代。

教授:是的!我们到处都能读到这些年代,这些年代也搅扰了我很长一段时间。好像所有的科学家都认同这些年代,所以我就对放射性年代测定法进行了漫长而细致的研究。

学生:您研究的结果是什么?

教授:一方面,这些年代测定法仍然是年轻地球创造论未解决的一个问题,但是另一方面,这些年代测定法总不可靠,常常会得出一些自相矛盾,不准确的结果,完全不足以推翻我们刚讨论过的年轻地球的证据。

首先要注意,放射性测定法只适用于测定完全熔化了的火山岩。这些岩层的温度过高,化石无法在其中得以存留。放射性测定法不能用于直接测定含有化石的沉积岩!沉积岩是风化沉积物混合而成的,哪怕是理论上用放射性测定法,其测定的结果也绝不可靠。当他们说通过放射性年代测定法测得某些化石层有几亿年时,其实那是测量石层附近的火山岩层的结果。

学生:那么用于测定骨头的碳14测定法呢?

教授:这是一个使用范围非常有限的特例。我们先来了解一下放射性年代测定法的原理。一些被称作‘母体’元素的放射性元素——比如说铀238—会不断地分解原子,渐渐衰变,成为其他的元素。这一过程最后会得到稳定的‘子’元素,这一例子中派生的子元素是铅206。

通过在实验室测出短时段中的衰变,然后再推至长时段衰变就可以测得它的衰变率。在一定量的母体元素中,其中一半衰变所需的时间被称为半衰期。铀238的半衰期约为45亿年,也就是说如果有两克铀238,理论上经过45亿年就只会剩下一克,同时也会有一定量的铅206。随着时间的推移,铀238和铅206的比值应该会以一种可预测的速率变化,所以理论上,可以通过比较铀238(母体元素)和铅206(子元素)的量,计算出岩石形成的年代。

这和生活中的很多事情是一样的,理论上是非常完好的,但是现实却总是杂乱不堪!放射性年代测定法先要满足三大条件,才能够给出确切的年代。

1.取样岩石必须在它的历史中一直是个‘封闭的系统’。取样岩石在整一历史中没有增加或移走母体元素和派生元素(包括不可间杂衰变过程中的元素)。

2.须知其初始的状态。必须确认在岩石形成时不存在派生元素。或者,要确切掌握母体元素和派生元素的初始比例。

3.在取样石头的整个历史中,放射性衰变率必须是一成不变的。然而,在实际测量的岩石中,前两个条件常常出错;而第三个条件则受到创造论科学家甚至少数非创造论科学家的质疑。

首先你要知道:在实验室,以放射性年代测定法测定的数据多数是不被进化论地质学家认可的。这些数据不被认可,一般归因于这块岩石在其形成的历史中受到外界的影响,其母体元素或是派生元素在外界的影响下会有所增减。

我认为放射性年代测定法不准确还有最后一个原因——这一测定法没有任何可靠的校准标准。若你有一个手表,你就需要‘校准’,即对照一个其它你认为精准的时间来调时间。100年前,放射性年代测定法刚被人们使用时,它所使用的校准标准是19世纪对沉积岩的研究。沉积作用通常都是灾难性现象,现在普遍认为,随着时间的推移,这种沉积现象的速率高度起伏不定。

你不能光测量一个岩层的厚度,然后根据这个厚度计算岩层需要多少年来沉积形成——而这正是19世纪的做法。地质学家认为大部分厚实的沉积岩层都是按照每一百年几厘米甚至几毫米的速度逐渐沉积形成的。这一速率最大程度地结合对沉积岩层厚度的估算,地质学家们得出的结论是:寒武纪岩层历时六亿年。这就是最先出现的被认为化石比微生物大的岩层。

当时科学家们极力‘忽视’多岩层化石。

放射性发现于1896年。当二十世纪初期,人们刚开始使用放射性测定法时,他们是如何检测其结果的呢?猜猜看!

学生:根据沉积作用测定时间法来检测!

教授:没错!你们知道么,放射性测定发现与沉积作用研究出的时间是相吻合的!据我所知,那是接下来的几十年,放射性测定法的唯一校准依据。后来放射性测定法就成为了标准,而不再被接受的沉积作用测定时间法就隐退了。这就是科学界所说的‘跟踪效应’,就是首先确认你的结果与之前广为接受的结果相符合。但是我们为什么要相信放射性测定法呢?它们最初是以沉积测年法作为校准标准,但现在沉积测年法已公认是错误的。

学生:教授,那么碳14是怎么一回事呢?

教授:首先,从理论上讲,它的适用范围仅有几十万年。而在现实中,人们使用它的范围仅在所谓的五万年左右。还要注意的是,这一方式只能用在曾经的生命体上。碳14测定法取决于大气中放射性碳14和非放射性碳12的比值。所以,关键就在于弄清楚碳12和碳14过去的比值,然后就可以调整或校准碳14测定法测出的年代。

进化论学者和创造论学者都同意碳14测定法测出的年代需要用这种方式来‘校准’,因为大家都知道:大气中碳14的含量会随着各种因素的变化而变化,如太阳的宇宙辐射波动、地球磁场、火山爆发、气候变化和其他因素等。同时大家都认同海洋对此的重要影响,区别在于创造论学者承认大洪水的影响。简单地说,这种洪水模式意味着洪水之前,碳14的含量相对较低;而洪水一过,碳14的含量就更低。这就会导致在那段时间内死去的生物所含的碳14会比现在的生物少,因此,这些生物就会被误测为生活在极其古老的年代。

经碳14测定,现存于冰岛的水生藓类,有6到8千年的历史;内华达州的活蜗牛有2万7千年的寿命。大部分的海洋活标本经测定,至少都有数百年的‘岁数’。这些例子阐明了有时号称的‘储积作用’,这很可能是碳14测定法所面临的最严峻问题。一些活样本经碳14测出了不可思议的年代,是因为它们所在的环境中,碳14含量低于正常状态,因此,它们即使是还活着,所测出的结果也很古老。

其他反常的现象可能缘于其他原因,比方说碳14原子与其他碳元素间的相互转换。例如:经碳14测定法测出,一头阿拉斯加冰冻麝牛的头皮肌肉有24140年历史,而其头发却是17210年。夏威夷的海洋甲壳类动物,如果被保存在火山而不是石灰石中的话,测出的时间就比较短。

通过测定11具早期北美洲人体骨骼的年代,充分表明测定这个时期的年代十分困难。早期公布了几种测定法测出的年代,它们平均超过2万8千年。新的研究说明这些骨骼,平均不超过4000年,但这些更正的年代也面临着挑战。

有的时候,进化论学者把碳14测得的年轻年代放在一边而选择更为古老的年代。1969年,在澳大利亚出土了一个被称为蒙哥湖女人(LakeMungoWoman)的化石。碳14测定法对化石的骨磷灰石(硬骨质)的测定结果趋向于1.9万年,而对胶原质(软骨质)的测定结果则趋向于2.47万年。五千年是个很大的误差,到底哪个数据是正确的呢?但是测得埋于她上方的一块木炭是2.65万年,因此就采用了这一较古老的数据。因为化石的年代越古老就会越令人兴奋!1998年,人们用另一种测定法(热释光测年法)来测定埋址,结果将以前的数据修正为4.2万年,更激动人心!1999年,人们又使用了不同的方法(包括另外一种热发光测定法),所得到的结果是6.2万年,这更为震惊。但是最后的一次结果还在争议中,因为这个结果不符合世界其他地方的专家们对人类进化的论定。

很有意思的是,碳14的测定结果就这样被置之不理,被其他测定法测出的更为‘有趣’、远古的结果所代替。好像在找到更合心意的结果后,没有人类学家认为有必要捍卫碳14所测出的年代。突然间,科学家们就否认之前已被广泛报道,广为接受的碳14测出的年代,并且他们认为这种否认非常合理。当然,他们会给出一些看似合理的理由,这类事情时有发生。

如果进化论人类学家都不接受他们自己用碳14测出的年代,那我又为什么要接受呢?我知道碳的比值因曾经的一场洪水而发生了改变。