"Aarde geen miljarden jaren oud"

Studenten met een christelijke achtergrond krijgen tijdens hun natuurwetenschappelijke studie geregeld te maken met ouderdomsdateringen die in de miljoenen of zelfs miljarden jaren lopen. Dat staat echter haaks op wat ze vanouds uit de Bijbel weten, dat de aarde niet zo oud kan zijn. Dat stelt veel christelijke studenten voor een dilemma. Hoe moeten ze daarmee omgaan? Ze kunnen kiezen voor een uitleg van Genesis aangepast aan de moderne wetenschappelijke inzichten of kiezen voor kritisch onderzoek van de gebruikte onderzoeksmethoden met een letterlijke interpretatie van Genesis als uitgangspunt.

Nogal wat christelijke studenten bezwijken voor de seculiere wetenschappelijke druk. Zij proberen Genesis en de resultaten van wetenschappelijk onderzoek met elkaar te verenigen. De twijfel slaat toe: Zouden al die geologen en natuurkundigen het dan mis hebben? Hun onderzoeksresultaten zijn toch betrouwbaar?

Er zijn toonaangevende christenwetenschappers die deze laatste vraag ontkennend beantwoorden. Acht gepromoveerde christengeologen en natuurkundigen richtten in 1997 het zogenoemde RATE-team -"Radioisotopes and the age of the earth"- op. Onder leiding van dr. Larry Vardiman, hoogleraar atmosferische wetenschappen, verrichtten ze jarenlang fundamenteel onderzoek naar ouderdomsdateringen en de leeftijd van de aard e.

De uitkomsten staan beschreven in twee dikke boeken, waarvan het laatste in 2005 uitkwam, samen met een Engelstalige dvd. Stichting de Oude Wereld gaf deze in 2008 met Nederlandse ondertiteling uit.

Dit is het eerste deel in een serie over radiometrische dateringsmethoden. Volgende week deel 2.

Mede n.a.v. "Duizenden niet miljarden. Wetenschappelijke informatie over de ouderdom van de aarde"; uitg. Stichting De Oude Wereld, 2008; Engels gesproken, Nederlands ondertiteld; ISBN 978 9057 982 56 9; dvd 48 min.; 15,95. Te bestellen bij scheppingofevolutie.nl.

"Radioisotopes and the age of the earth, volume 1", door Larry Vardiman (red.), Andrew A. Snelling, Eugene F. Chaffin; uitg. Institute for Creation Research, El Cajon, California; Creation Research Society, St. Joseph, Missouri, 2000; ISBN 0932766 62 5; 667 blz.; $ 49,99.

"Radioisotopes and the age of the earth, volume 2", door Larry Vardiman (red.), Andrew A. Snelling, Eugene F. Chaffin; uitg. Institute for Creation Research, El Cajon, California; Creation Research Society, Chino Valley, Arizona, 2005; ISBN 0932766 81 1; 818 blz.; $ 79,99. Te bestellen bij answersingenesis.com.

Radioactief verval

Van vrijwel elk element of elke atoomsoort bestaan meerdere isotopen, die van elkaar verschillen in massa en stabiliteit. Verschillende daarvan zijn niet stabiel. Hun radioactiviteit neemt in de loop van de tijd af, een proces dat bekendstaat als radioactief verval. Daarbij ontstaan uiteindelijk stabiele isotopen, meestal van een andere atoomsoort dan het uitgangsmateriaal.

Tijdens het radioactief verval stoten isotopen vaak zogeheten alfadeeltjes -heliumkernen die bestaan uit twee protonen en twee neutronen- en bètadeeltjes of elektronen uit.

De meeste radioactieve isotopen vervallen in een aantal stappen -een vervalreeks- naar een stabiel element, dat de 'dochter' of het dochterelement wordt genoemd. De isotoop zelf wordt de 'moeder' genoemd.

Halfwaardetijd

De snelheid van het radioactief verval wordt weergegeven door de halfwaardetijd, de tijd die verstrijkt totdat de helft van de moederisotopen is vervallen tot dochterisotopen.

Seculiere wetenschappers beschouwen de halfwaardetijd als een natuurkundige constante: de vervalsnelheid was vroeger dezelfde als tegenwoordig. Dit zogeheten uniformitaristische standpunt is volgens het RATE-team een onbewijsbare vooronderstelling; het kan zo zijn dat de vervalsnelheid in een grijs verleden hoger was dan nu.

Om geschikt te zijn voor ouderdomsbepalingen moet een isotoop een halfwaardetijd van een paar duizend tot een aantal miljard jaar hebben.

De gangbare methode om de ouderdom van gesteenten en fossielen te bepalen is gebaseerd op het verval van radioactieve moederisotopen van de metalen uranium, polonium en andere elementen. Deze verdwijnen na verloop van tijd en vormen andere dochterisotopen. Het is te vergelijken met een zandloper die bovenin langzaam leegloopt, terwijl hij onderin volstroomt.

De verhouding tussen moeder- en dochterisotopen -de verhouding tussen de hoeveelheid zand onder en boven in de zandloper- in gesteenten is een maat voor de ouderdom van het gesteente bij de nu bekende vervalsnelheid. Daarnaast veronderstellen de seculiere wetenschappers dat de beginsituatie bekend is en dat de hoeveelheid dochterisotopen oorspronkelijk 0 procent was. Het uitgangspunt daarbij is dat alle dochterisotopen uitsluitend door radioactief verval uit de bekende moederisotopen zijn ontstaan.

Standaardmethode

De RATE-onderzoekers bepalen de leeftijd van allerlei gesteenten met vier veelgebruikte vervalreeksen voor ouderdomsbepalingen: de kalium-argonreeks, de rubidium-strontiumreeks, de samarium-neodymiumreeks en de uranium-thorium-loodreeks.

Dr. Steve Austin, hoogleraar geologie en lid van het RATE-team, onderzocht diabasegesteenten in de Grand Canyon. Door zijn samenstelling en ontstaansgeschiedenis is dat gesteente ideaal voor een vergelijking van verschillende ouderdomsbepalingen. "Alle dateringsmethoden zouden dezelfde leeftijd moeten geven. Verrassend genoeg geven de radio-isotoopparen geen eenduidig beeld van de ouderdom. De ouderdom die volgt uit de verschillende methoden varieert van 841 miljoen tot 1379 miljoen jaar."

Volgens RATE-teamlid dr. Andrew Snelling, eveneens hoogleraar geologie, geven niet alleen de ouderdomsbepalingen van het Grand Canyondiabase een tegenstrijdig beeld. Hij onderzocht de leeftijd van basalt uit de Cardenas, een rotsformatie in de Grand Canyon. "De ouderdom daarvan varieert van 516 miljoen tot 1588 miljoen jaar. Van een ander soort basalt uit de Grand Canyon varieert de ouderdom tussen 1240 miljoen en 1883 miljoen jaar."

De ouderdomsbepalingen -gebaseerd op een constante vervalsnelheid van isotopen- leveren dus geen eenduidige leeftijd van gesteenten op. Soms verschillen ze zelfs 1 miljard jaar.

RATE-team: Aarde is jong

Het RATE-team onderzoekt in de jaren 1997 tot 2005 of het radio-isotoopverval misschien niet altijd met een constante snelheid plaatshad. Het onderwerpt de veel toegepaste uranium-looddatering aan een kritisch onderzoek.

Kernfysicus dr. Russel Humpreys, lid van het RATE-team, gebruikt granodioriet, een granietsoort waarin zwarte mica voorkomt. Mica bevat zirkoonkristallen, die bij hun vorming tijdens het ontstaan van de aarde uraniumatomen hebben opgenomen. Ook de gangbare wetenschap gebruikt deze kristallen om de ouderdom van de aarde te bepalen.

Wanneer de kern van een instabiele uraniummoederisotoop vervalt, levert dit uiteindelijk de dochterisotopen lood en helium op. De ontstane heliumatomen, die vrij door het zirkoonkristal kunnen bewegen, verdwijnen uiteindelijk naar de buitenlucht. De snelheid van deze heliumlekkage is volgens het RATE-team belangrijk om de leeftijd van het gesteente te kunnen bepalen.

Het blijkt dat het meeste uranium inmiddels was vervallen tot lood -de zandloper was bovenin dus bijna leeg- maar de helft van het gevormde helium was nog aanwezig in het zirkoonkristal - die zandloper was nog maar half leeg.

Humpreys onderzoekt de snelheid van deze lekkage. Dat was voorheen nog nooit zo uitgebreid gebeurd. Uit de grote hoeveelheid meetgegevens blijkt dat de lekkage van helium keurig afhankelijk is van de temperatuur. Daaruit kunnen de onderzoekers de ouderdom berekenen. De helium die inmiddels was verdwenen, bleek overeen te komen met een ouderdom van het gesteente van 6000 jaar met een spreiding van 2000 jaar. De aarde zou zodoende maximaal 8000 jaar oud kunnen zijn.

De standaardmethode leverde een ouderdom op van zirkoonkristallen van 1,5 miljard jaar. Maar als de kristallen werkelijk zo oud zouden zijn, zou er onmogelijk helium uit radioactief verval overgebleven kunnen zijn, want dat zou in die lange periode allang weggelekt zijn.

Humpreys medeteamlid geoloog dr. Andrew Snelling concludeert daaruit dat het radioactief verval niet met constante snelheid kan hebben plaatsgehad. "Die schijnbare 1,5 miljard jaar heeft zich in korte tijd afgespeeld. Terwijl er nu nauwelijks uranium meer vervalt tot lood, lekt nog steeds helium uit de zirkoonkristallen met de bekende constante snelheid. Dat helium kan dus niet ouder zijn dan een paar duizend jaar."

Radiohalo

Daarnaast heeft het RATE-team ook onderzoek gedaan aan radiohalo's. Het is bekend dat wanneer uranium vervalt het heliumkernen als kogeltjes wegschiet. Dit vervalproces laat gaten achter in het kristalrooster van het zirkoon. Onder de microscoop is dat zichtbaar als een verkleurd gebied, een zogenaamde radiohalo. Uranium vervalt in acht stappen. Een volledige uraniumhalo heeft daardoor acht ringen.

Snelling vindt de halo's dicht bij elkaar in het gesteente als verkleuringen, littekens van het radioactieve verval van uranium en polonium. Voor de vorming van een radiohalo is het equivalent van 100 miljoen jaar radioactief verval nodig, althans, als het verval verloopt met de vervalsnelheid die nu gemeten wordt.

In zirkoonkristallen zijn radiohalo's gevonden van uranium, maar ook van het metaal polonium in hetzelfde kristal vlak bij de uraniumhalo. Radiohalo's van polonium kunnen alleen ontstaan uit kortlevende poloniumisotopen -met een halfwaardetijd van 138 dagen- als het vormingsproces van het gesteente uiterst snel verloopt. Dat zijn aanwijzingen voor snelle stromingen van hete vloeistoffen en een snelle afkoeling van het vloeibare gesteente. De creationistische onderzoekers veronderstellen dat die afkoeling tijdens de zondvloed is gebeurd.

"De vele uraniumhalo's bewijzen dat zich in het verleden veel radioactief verval heeft voorgedaan. Het bestaan van radiohalo's uit uranium en polonium die heel dicht naast elkaar liggen, bevestigt dat uraniumverval versneld optrad in een zeer kort tijdsbestek, voordat het gesteente volledig was uitgehard", aldus Snelling. Volgens hem bewijzen beide gegevens dat de veronderstelde periode van honderden miljoenen jaren van uraniumverval in een paar dagen plaatshad.

De halo's zijn te vinden van onder tot boven in de rotsen van de beroemde Grand Canyon in de VS. Dat ze tegenwoordig nog zichtbaar zijn, betekent dat de onderste tot de bovenste lagen ongeveer dezelfde jonge leeftijd moeten hebben. Volgens de onderzoekers wijst dat erop dat ze tijdens de wereldwijde zondvloed in korte tijd zijn gevormd.

Splijtingsspoor

Ook de vele splijtingssporen in de zirkoonkristallen wijzen in die richting. Als een uraniumatoom vervalt, schieten twee even grote deeltjes in tegengestelde richting weg. Ze beschadigen het zirkoonkristal aan beide zijden van het oorspronkelijke atoom. Samen vormen ze een rechte lijn dat splijtingsspoor wordt genoemd.

Het aantal splijtingssporen komt nauwkeurig overeen met de leeftijd van het gesteente, die verkregen is met de radiometrische datering. Dat bevestigt dat de huidige radio-isotoopverhouding het gevolg is van radioactief verval, dat gelijktijdig de vele splijtingssporen heeft veroorzaakt. De hoeveelheid dochterisotopen was dus oorspronkelijk inderdaad 0 procent, bevestigt Snelling.

"We kunnen met zekerheid zeggen dat de splijtingssporen in het geologische archief bevestigen dat er 500 miljoen jaar aan radioactief verval heeft plaatsgevonden op aarde, gebaseerd op de halfwaardetijd zoals we die nu kennen.

Omdat de splijtingssporen zijn ontstaan bij verhoogde temperaturen en in relatief zacht gesteente, moeten ze in korte tijd zijn gevormd. Het radioactieve verval van 500 miljoen jaar moet dus ook plaatsgehad hebben in korte tijd. Omdat van de onderzochte lagen in de Grand Canyon bewezen is dat ze gevormd zijn door een catastrofe, ondersteunen de splijtingssporen de werkelijkheid van de Bijbelse zondvloed", aldus Snelling.

"Afzonderlijk zijn deze bevindingen significant, en gezamenlijk laten ze zien dat het gedrag van radio-isotopen in het verleden overduidelijk anders was dan hun gedrag nu", stellen de wetenschappers van het RATE-team.

Strandbal

Fysicus dr. Eugene Chaffin, hoogleraar aan de Bob Jones Universiteit, doet een poging het snelle verval van de radio-isotopen in het verleden aannemelijk te maken. "Volgens het gebruikelijke model zitten de alfadeeltjes (de heliumkernen, BvdD) gevangen in een potentiaalgolf, waarvan de bindingsenergie overeenkomt met de sterkte van de sterke kernkracht in het uraniumatoom."

Zonder deze kracht zouden de positief geladen protonen elkaar afstoten en zou een atoomkern niet kunnen bestaan.

Een potentiaalgolf is voor te stellen als een watergolf met pieken en dalen. In een van de dalen drijft een strandbal die niet over een piek heen kan rollen en dus gevangenzit in het dal. Enigszins vergelijkbaar zitten de alfadeeltjes gevangen in de atoomkern.

Chaffin: "Een heel kleine verandering in het dal van de potentiaalgolf (in de kernkracht, BvdD) verandert het aantal knopen in de golffunctie." De dalen zijn daardoor minder diep, zodat de strandbal met minder moeite over een golfpiek kan heenrollen.

"Daardoor kan de halfwaardetijd veranderen met een factor 100 miljoen en kunnen alfadeeltjes gemakkelijker uit het uraniumatoom ontsnappen", aldus Chaffin.

Directe bewijzen dat het zo gebeurd is, heeft hij echter niet. Maar allerlei wetenschappelijke theorieën laten wel de mogelijkheid open dat de kernkracht kan variëren.

Vooronderstellingen bepalend

De seculiere wetenschappelijke wereld heeft -voor zover bekend- niet op het RATE-onderzoek gereageerd. Wel evalueerde de American Scientific Affiliation (ASA, een groep christelijke wetenschappers die uitgaan van een oude aarde) het onderzoek kritisch.

ASA stelt dat er een overtuigend bewijs is voor enorm veel radioactief verval in het verleden. Dat blijkt uit de splijtingssporen en de herhaalde ouderdomsmetingen met de gangbare methoden. ASA beschouwt de gegevens van het RATE-team als acceptabel, omdat ze passen in het geheel van beschikbare data.

De belangrijkste kritiek richt ASA op de werkwijze van het RATE-team bij de metingen aan heliumdiffusie. Gegevens die de onderzoekers onder laboratoriumomstandigheden hebben verkregen, zijn direct vertaald naar de omstandigheden in de buitenlucht. ASA stelt dat de heliumdiffusie in de buitenlucht een factor 1000 lager is dan in het laboratorium. ASA baseert zich daarbij echter op slechts enkele oudere meetgegevens, terwijl het RATE-team zijn conclusie kan onderbouwen met een overvloed aan meetdata.

Volgens ASA is de lekkagesnelheid van helium theoretisch en experimenteel zo complex dat het niet betrouwbaar is als dateringsmethode. De RATE-onderzoekers hebben dat echter zelf ook niet beweerd. Ze geven met hun experiment alleen aan dat er heel wat af te dingen is op de veronderstelde hoge ouderdom van de aarde.

Ook stelt ASA dat de vervalsnelheid van uranium helemaal niet zo hoog hoeft te zijn geweest, omdat de poloniumhalo's vlak bij uranium ook bij de huidige vervalsnelheid kunnen zijn gevormd. ASA onderbouwt die bewering niet verder.

Daarnaast geeft ASA aan dat bij ouderdomsdateringen een afwijking van 15 procent acceptabel is, maar een afwijking met een factor miljoen voor de leeftijd van de aarde -6000 jaar in plaats van 4,5 miljard jaar, zoals het RATE-team beweert- niet. Uit de metingen van het RATE-team bleek dat de radiodateringen soms meer dan 1 miljard jaar uit elkaar liggen - aanzienlijk meer dan 15 procent.

Uit de kritiek van ASA op de conclusies van het RATE-team blijkt dat het verleden zich niet bepaald eenduidig laat herhalen. De vooronderstellingen van de wetenschapper die het onderzoek uitvoert -uniformitaristisch of creationistisch- blijken in grote mate bepalend voor de uitkomst.

Deze tekst is geautomatiseerd gemaakt en kan nog fouten bevatten. Digibron werkt voortdurend aan correctie. Klik voor het origineel door naar de pdf. Voor opmerkingen, vragen, informatie: contact.

Op Digibron -en alle daarin opgenomen content- is het databankrecht van toepassing. Gebruiksvoorwaarden. Data protection law applies to Digibron and the content of this database. Terms of use.

Printen