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定年窘境:在“古老”砂岩中的樹木化石

作者 Andrew Snelling
譯者:中國創造論團契 

Sardaka, wikimedia commonsSydney Harbour Bridge
悉尼海港大桥。歷史最悠久的澳洲城市,也建築在廣闊的砂岩上。

每一座聞名世界的主要城市都會有它獨特的地標和特徵。悉尼也不例外,它是澳大利亞最老(建於1788年)、最大的城市(容納超過三百五十萬人口),也即將成為2000年夏季奧運會的舉辦城市。

悉尼有美麗的港口和著名的大橋,歌劇院和金色沙灘,也有一些獨特的岩石構造。

霍克斯伯里(Hawkesbury)砂岩

霍克斯伯里砂岩得名於悉尼北邊的霍克斯伯里河,悉尼附近100公里(60英里)的地貌都是霍克斯伯里砂岩。這是一層平坦的砂岩,有20000平方米(7700平方英里),厚達250米(820英尺)1

砂岩中主要是石英礦物2 (這個化學成分與窗用玻璃的相似,比鋼銼還硬),砂岩是一種堅硬、耐久的岩石,可以形成很尖的岩峰,比如在悉尼港入口處和沿岸處的岩峰。

霍克斯伯里砂岩的面積很廣,形成了很多特殊的景緻。關於它的起源的討論有很長的歷史,可以追溯至達爾文3。它不是由一種砂岩組成,霍克斯伯里砂岩是由三種主要岩種組成——席狀砂岩、塊狀砂岩和薄層泥岩組成1

每一種岩石的內部特徵都提示這層砂岩是在急速的水流(比如洶湧的洪水)中沉積的4。比如說,水平的砂岩層中反覆出現呈20°坡度的帶狀條紋(專業術語稱為交錯層),有時垂直高度達6米(20英尺),這些條帶一定是由強大的水流帶起的巨大沙浪(類似沙丘)形成的。

砂岩中很少有化石。然而,人們在幾個凸透鏡狀的淨泥岩層中卻發現了一些壯觀的化石墳場5。很多種魚類,甚至鯊魚的掩埋方式都與災難中的瞬間掩埋情況吻合。有些墳場中也有許多植物化石。

大多數地質學家將霍克斯伯里砂岩層定為三疊紀,距今約2.25-2.3億年1,6,7。這是基於化石成分和在該區域(悉尼盆地)岩層序列中的相對位置。所有因素都是以地質學家預設的“古老地球論”的時間尺度進行考慮的。

木化石標本

霍克斯伯里砂岩的堅硬耐久性,使它不僅可以為悉尼市的摩天大樓提供堅實的地基,同時也是優良的建築材料。悉尼很多老建築都是砂岩磚牆。今天,霍克斯伯里砂岩主要用於裝飾。

要取得新砂岩材料,人們需要精心開採石版和石塊。悉尼北邊戈斯福德地區還有幾個採石場仍然在運營,西南方向邦達努鎮附近也有一家。

1997年六月,人們在剛剛從邦達努採石場開採出來的霍克斯伯里砂岩版中發現一塊手指大小的樹木化石8。雖然化石成棕紅色,且已經石化,但是木質特徵依然明顯。

樹木化石的種屬難以確定,好像一種葉子開叉的種子蕨,叉蕨(Dicroidium),這也是霍克斯伯里砂岩帶常見的2,7。但是這件化石很可能是蕨的木質莖稈。

放射性碳(碳-14)分析

因為樹木化石看似浸了二氧化矽和赤鐵礦,所以無法確定它是否還存有原生有機碳,尤其是因它據稱有2.25-2.3億年之久。

無論如何,我們還是把一塊標本送往一家國際認可的商業實驗室——(美國)波士頓劍橋的地質紀(Geochron)實驗室。

這個實驗室使用了靈敏度高的加速器質譜法(AMS),這個方法測出的放射性碳結果被公認為最為可靠的,即使是對含碳量十分微小的樣品也是如此。

實驗室工作人員未能獲悉樹木化石的來源和按照進化論對樹木化石預測的年齡,以此保證結果不受成見影響。經過了實驗室的常規流程後,這個標本(實驗室編號為GX–23644)首先經熱稀鹽酸處理,以去除碳酸鹽,接下來經氫氧化鈉去除任何腐殖酸或其他有機污染物。在清洗和乾燥後,將其燃燒以獲取用於放射性碳元素分析的二氧化碳。

實驗室的分析報告表明,在樹木化石中發現了可探測的放射性碳元素,由此得到的碳-14“年齡”是3.372萬年±430年。實驗室研究人員在得到了–24.0‰的δ13CPDB數值後,對資料進行了“碳-13糾正”9

得到的結果與化石中的碳分析結果一致,說明有機碳是樹木原生的,而非外來污染。當然,如果這塊木頭真有2.25-2.3億年,按照人們的推測,就不可能得到任何放射性碳年齡了,因為在不到這時間的四分之一,即幾十萬年的時間裡,所有可以檢測到的碳-14都已經衰變了。

考慮到會有反對者指出:木化石中探測到的少量放射性碳元素仍然可能源自外界污染,我們詢問這家放射性碳實驗室和另一家實驗室的工作人員,提出碳元素源自木頭被掩埋後,也就是距今不久之前的微生物和真菌類活動的可能性。兩家實驗室都肯定地回答,不存在外來污染的可能性。

wikimedia commonsQuarry at Pyrmont, Sydney
废弃的砂岩采石场

現代真菌和細菌類的碳是從附著的有機物得到的,而不是從空氣得到,所以它們的“年齡”和附著物一樣。

更何況,工作人員已經按照(如上文列出的)實驗室流程去除細胞組織和任何細菌或真菌的遺留物。

結論

因此,這是一個被認可的放射性碳“年齡”。然而距今3.372萬年±430年的放射性碳“年齡”顯然不符合,甚至質疑人們依據進化論年代框架對霍克斯伯里砂岩的樹木化石年齡的預測:2.25-2.3億年。

雖然放射性碳定年法的結果證明該樹木化石並沒有上億年的年齡,但是所提供的也並非是它的實際年齡。樹木化石的放射性碳年齡並不與創世記/大洪水的地球歷史框架相衝突。約在4500年前,樹木化石在洶湧的大洪水水流中被埋在沙堆裡,這塊木頭的放射性碳比人們預想的少,因為當時地球的磁場更強,對外在宇宙輻射起到了更強的抵禦作用。大洪水也淹沒了很多碳,因此實驗室計算的碳-14“年齡”(根據1950年大氣中的含量所定)要比實際年齡大許多。10

正確理解放射性碳的分析,你會發現它完全與聖經記載的年輕地球、新近的全球洪水相吻合,正如創造者在《創世記》中所記述的。

參考文獻及註解

  1. P.J. Conaghan, ‘The Hawkesbury Sandstone: gross characteristics and depositional environment,’ NSW Geological Survey Bulletin 26:188–253, 1980. 回上一頁.
  2. J.C. Standard, ‘Hawkesbury Sandstone,’ The Geology of New South Wales, G.H. Packham (ed.), Journal of the Geological Society of Australia 16(1):407–417, 1969. 回上一頁.
  3. C. Darwin, Geological Observations on Volcanic Islands, 1844. Reprinted in: On the Structure and Distribution of Coral Reefs …, G.T. Bettany (ed.), Ward and Lock, London, pp. 155–265, 1890. 回上一頁.
  4. J. Woodford, ‘Rock doctor catches up with our prehistoric surf,’ The Sydney Morning Herald, April 30, 1994, p. 2. 回上一頁.
  5. A.A. Snelling, ‘An exciting Australian fossil fish discovery,’ Creation 10(3):32–36, 1988. 回上一頁.
  6. F.M. Gradstein and J. Ogg, ‘A Phanerozoic time scale,’ Episodes 19(1&2):3–5 and chart, 1996. 回上一頁.
  7. M.E. White, The Greening of Gondwana, Reed Books, Sydney, pp. 135–155, 1986. 回上一頁.
  8. 國際創造事工感謝當時住在莫斯維爾附近的Stephen Vinicombe先生提供標本和在信件中提供的資訊。 回上一頁.
  9. δ13CPDB表示與PDB(南卡羅來納州白碚石)標準樣品相比,樣本中碳-12 / 碳-13(均為穩定同位素)的比例差異。PDB是美國南卡羅來納州的白堊紀皮迪構造(Pee Dee Formation)中的烏賊化石。使用的單位是“千分之幾”,寫成“‰”或“千分之”(如百分之幾的單位,寫成“%”或百分之)。不同生活方式的生物,其內部的有機碳會形成不同的δ13C特徵值。 回上一頁.
  10. 在洪水之後,穩定的碳-12不會在大氣層中完全被取代,而碳-14會在大氣層中再生(由於氮氣收到宇宙輻射的影響)。因此將今天的和洪水前的物體中的碳-14 /碳-12比值進行比較,就會看到校準過高,導致物體的“年齡”過高。 回上一頁.