DATOVÁNÍ NA PRINCIPU RADIOCHRONOLOGIE

Dnešní odhady jsou založeny radiometrickém datování, které je v současné době obecně přijatým měřením geologického stáří. Někdy jsou tyto metody nazývány metodami absolutního datování, čímž se chce naznačit velká důvěryhodnost, jíž se těší ve vědeckém světě. Dle tohoto datování je stáří Země odhadováno až na 6 miliard let; většina vědců se však přiklání ke stáří 4,6 miliard let. Všeobecně se předpokládá, že větší část kontinentů a oceánů existuje 3,5 miliard let. Obecný princip radiochronologie je založen na objevu francouzského fyzika Henry Becquerela z roku 1896, že jisté přírodní prvky podléhají spontánnímu rozkladu svých atomů. Při těchto reakcích se v atomovém jádru mění počet atomů a původní „mateřský“ prvek se mění v jiný, „dceřin“ prvek, přičemž se současně uvolňuje radioaktivní emise. Atomová masa „dceřina“ prvku přitom nemusí mít stejný počet neutronů jako atomy tohoto prvku vyskytujícího se v přírodě. Mluvíme proto o tzv. izotopech; například uhlík C14 má o dva neutrony více než obvyklý uhlík C12. Předpokládá se, že rozklad atomu v nějakém radioaktivním vzorku horniny nebo zkameněliny probíhá rovnoměrně. Radioaktivní emise se pak nutně v průběhu času snižuje, protože ubývá atomů, dosud zbývajících k rozkladu. Pro každou reakci tak lze stanovit poločas, to znamená dobu, za kterou se polovina mateřských radioaktivních atomů rozloží a promění v atomy dceřiné. Tato období jsou velmi dlouhá: pro uhlík C14 činí 5730 let, pro potassium 40 činí 1,3 miliardy let, pro rubidium 87 pak 47 miliard let.

Ve vzorku horniny se zkoumá množství prvku mateřského, například potassia 40, a množství prvku dceřiného, tj. v tomto případě argonu 40. Ve zkoumaném vzorku se obě tato množství změří, zjistí se jejich vzájemný poměr a na jeho základě se vypočítá čas, který do dnešního dne uběhl od doby, kdy určitá hornina, z níž byl vzorek vzat, se geologicky zformovala. Má-li však tento výpočet platit, musí být předem splněno několik předpokladů: V době, kdy se mateřský prvek začal rozkládat, ve vzorku nesmí být přítomen dceřiný prvek; síla rozkládaného procesu od jeho samého počátku až do konce musí být neproměnná; během celé reakce nesmí dojít k utlumení či odchodu mateřského ani dceřiného prvku; počátkem reakce bude okamžik, kdy se v dávné minulosti zkoumaná hornina či materiál začaly formovat.

Bohužel tyto předpoklady však v praxi nejsou splňovány, a to ani v jedné z obou nejrozšířenějších datovacích metod. Jsou to metody založené na základě reakce potassium - argon a radioaktivního uhlíku C14. Při reakci potassium-argon radioaktivní izotop potassia K 40 se přeměňuje v argon Ar 40 a současně se uvolňuje gamma záření. Potassium je přítomno téměř všude, a proto tato metoda byla vědci zabývajícími se určováním stáří hornin a zkamenělin hojně používána, přestože má mnoho slabostí, které při kritickém posuzování nutně výsledky měření znehodnocují. Na Zemi existuje veliké množství Ar 40, který se nevytvořil rozkladem potassia; argon 40 totiž tvoří 99,6% všeho argonu přítomného v ovzduší, a tak si jen stěží můžeme být jisti, že tento dceřiný prvek nebyl už ve zkoumané hornině vzorku přítomen od samého počátku při jejím zformování, jak se tomu u hornin vulkanického původu, které už při svém tuhnutí přibírají z ovzduší Ar 40 a hélium. Tak například stáří lávy havajské Kilauea Caldery vytrysklé před 200 lety, bylo určeno na 22 milionů let. I u ostatních hornin je třeba počítat s tím, že argon do nich vniká působením atmosferického tlaku, a tak je činí staršími, než ve skutečnosti jsou. I samo potassium se jeví jako velmi pohyblivé. Pokusy svědčí o tom, že deště a podzemní vody ho mohou z hornin vymáčet, a tak zvyšovat jejich stáří.

Ve skutečnosti tedy měření přeměny potassia v argon není spolehlivou metodou k datování, neboť mateřský i dceřiný prvek jsou velmi pohyblivé a neexistuje žádný způsob, jak výsledky měření opravit tak, aby bylo získáno skutečné stáří zkoumaného vzorku. Tato metoda mimoto zcela zanedbává velmi důležitou okolnost, že totiž minerály, vytvářející danou sedimentovanou horninu existovaly na Zemi dávno před událostí vedoucí k sedimentaci, a tedy jsou nutně jiného stáří než sama hornina, z níž bereme vzorek. Jen vyjímečně jsou při zkoumání jednoho vzorku výsledky datování dvou takových metod totožné.

Nejinak je tomu i s datovací metodou pomocí radioaktivního izotopu uhlíku C14, za kterou její vynálezce Willard F. Libby v roce 1960 obdržel Nobelovou cenou. Této metody se dá užít všude, kde existují nějaké biologické pozůstatky, a tedy i uhlík.

Radioaktivní izotop uhlíku C14 je neustále vytvářen v horních polohách zemské atmosféry, a to tak, že kosmické paprsky bombardují dusík N14, zde hojně obsažený. Všechny živé organismy dýcháním pak vstřebávají radioaktivní C14; přestanou-li dýchat, žádný C14 už nevstřebávají. Zemřou-li tedy, v jejich organismu klesá radioaktivita, zatímco u živého organismu je konstantní, tj. v rovnováze s C14 ve vzduchu; nestálý C14 se začne pomalu rozkládat na C12 a za 5730 let z jeho množství zůstane v daném organismu jen polovina.

Při této metodě víme, že počáteční okamžik odpovídá události – smrti, kterou chceme datovat. Teoreticky by datování pomocí C14 mělo být dosti přesné, protože poločas rozpadu je poměrně krátký a lze počítat s přesností plus minus 150 let. Ve skutečnosti výsledky jsou tak rozmanité, že většina z nich nikdy nebyla zveřejněna: „Jestliže nějaké datování C14 potvrzuje naše teorie, necháme ho figurovat v hlavním textu. Jestliže zcela neprotiřečí, uvedeme ho v poznámce. A jestliže se naprosto vzdálí od očekávané hodnoty, ponecháme ho stranou“, doznává jeden specialista, jak uvádí Michael Winter. Tento nedostatek důvěryhodnosti lze snadno vysvětlit.

Koncentrace C14 ve vzduchu v okamžiku smrti daného organismu musí být stejně silná jako dnes. Byla-li např. při smrti organismu hodnota C14 ve vzduchu nulová a uplynulo-li od této smrti 1000 let, pozůstatky tohoto organismu by se dnes chovaly jako zdánlivě nekonečně staré; víme, že C14 vzniká v horní atmosféře bombardováním dusíku N14 kosmickým zářením. Nevíme však, jak intenzivní bylo záření v dávných dobách. Toto záření je mezi jiným značně ovlivňováno silou zemského magnetického pole. A zde víme, že od roku 1835, kdy poprvé zemské magnetické pole změřil Karl Friedrich Gauss, se jeho síla dost zmenšila, takže, počítáno zpětně do minulosti, za každých dalších 1400 let jeho síla byla dvojnásobná. Za dávných dob proto v ovzduší muselo být jen zcela málo C14 a celková reakce, při níž vzniká, byla vlivem nedostatečného kosmického záření asi velmi slabá. To znamená, že vzorky hornin nám dnes připadají mnohem starší, než ve skutečnosti jsou, a to z prostého důvodu, že už na počátku obsahovaly méně C14,než by se předpokládalo podle dnešních hodnot C14 v atmosféře. Výsledek rovněž může být ovlivněn i zjištěním, že dnešní rozdělení C14 na severní a jižní polokouli není stejné. A konečně: Vodní zdroje jen vyjímečně obsahují radioaktivní C14. Tak francouzští odborníci zjistili, že převedeme-li na věk obsah C14 ve známé léčivé vodě z lázní Plombieres, obdržíme u vzorku vody odebrané téhož dne stáří 30-40 tisíc let. Víme, že množství C14 v atmosféře se od roku 1965 zdvojnásobilo, aniž tím vody byly nějak dotčeny. Protože sedimenty se usazovaly ve vodě, plyne z toho, že obsah C14 je nutně nižší. Všechny datovací metody sice velmi přesně měří radioaktivní hodnoty daných jevů, ale v silně zidealizovaných podmínkách, které mohou omezeně platit v laboratoři, jak ostatně hned na počátku upozorňoval Libby, v terénu, tj. v realitě, však selhávají.