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放射性年代測定法淪為廢墟

聖海倫火山駁倒定年法

作者:吉斯·斯韋森(Keith Swenson)
翻譯:中國創造論團契
資料整理:極光創作

無論在大眾眼中,還是在科學家的眼中,放射性同位素定年法都閃耀著準確又可靠的光環。在多數人的觀念中,它已是地球古老歷史的最佳「明證」。但是這個方法真的像人們想象地那麼有效,那麼可靠嗎?聖海倫火山的熔岩穹丘為我們提供了一個檢測放射性同位素定年法的罕見機會。

新的熔岩穹丘

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1980爆發的聖海倫火山

1993年八月,我與地質學家史蒂芬·奧斯丁博士(Steven Austin)和其他幾名創造研究所的同事爬上了聖海倫山的火山口,參觀了熔岩穹丘。這趟行程再辛苦都值得!熔岩穹丘(下圖)看上去像一座小山,直徑約1.1公里(3/4英里),高350米(1100英尺)。直接坐落在火山噴火口的正上方,位於1980五月18日火山爆發時形成的馬蹄形火山口的南端。1 從火山口俯瞰,熔岩穹丘像是一片煙氣未散的廢墟。它的主要成分是英安岩,這是一種由細小顆粒組成的火山岩,中間夾雜著大塊看得見的晶體,形似夾有水果塊的蛋糕。

其實,目前在聖海倫火山看到的熔岩穹丘是自1980年火山爆發以來形成的第三個熔岩穹,前兩個都被之後的噴發毀掉了。

現在看到的熔岩穹是在1980年10月17日最後一次火山爆發後逐漸形成的。在1980年10月18日到1986年10月26日期間,熔岩穹丘在17次爆發中逐漸形成,粘稠的熔岩從火山道中像擠牙膏一樣不斷上湧。1

英安熔岩稠度高,無法流淌很遠,因此就在火山口附近堆積,形成了一個像山丘一樣的熔岩穹,後來成為火山口的塞子。

放射性年代測定法的實際原理

為什麼火山口的岩石可以檢驗放射性同位素定年法的準確度呢?有兩個原因。首先,放射性同位素定年法適用於火成岩——即熔岩質料形成的岩石。英安岩滿足了這個要求。含有化石的沈積岩不能直接用放射性同位素定年法測定。再者,最為重要的是,我們知道這些熔岩穹的確切形成時間。在面對:「你當時在場嗎?」的問題時,我們能回答:「在場!」,這種機會百年不遇。

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聖海倫火山口
奧斯丁博士用於聖海倫火山的測年法是鉀-氬測年法,這種方法普遍適用於地質領域。它的原理是鉀-40(鉀元素的同位素)會自發地‘衰變’成氬-40(氬元素的同位素)。2 這是一個緩慢的過程,已知鉀-40的半衰期是13億年。1 換句話說,1.0克的鉀-40在13億年後,理論上會衰變成0.5克。

與人們一般的認識不同,該測定過程並不意味著,只要簡單地測量一塊不知年齡的火山岩中的鉀40和氬40的含量,就可以計算出岩石的年齡。在此之前,我們首先需要知道岩石的歷史。比如說,我們需要知道在岩石形成時,裡面已經存在多少子元素。多數情況下,這是無從知曉的,我們無法測量,只能進行假設和猜測。人們通常會假設起初沒有任何氬元素。我們也需要知道自岩石形成後,有沒有鉀40或氬40滲入或逸出。這又是我們不知道的,又一次需要假設。人們習慣地假設這類洩漏情況不曾發生。只有在設定了種種假設之後,才能計算岩石的「年齡」。做了這些假設之後,所測得的年齡一般都非常古老,往往有億萬年。聖海倫火山則提供了一個檢驗這些假設的機會,因為我們都知道這些岩石的形成不過是在十多年前,1980–1986年間。

年代測試

1992年六月,奧斯丁博士從火山口採集了一塊重7公斤(15磅)的英安岩。這塊樣品的一部分被磨成了精細的粉末。另一塊被嚴格分離成不同礦物晶體。3 整塊岩石的粉末和四種礦物結晶都被送到一個專業的、高質量放射性同位素年代測定實驗室——波士頓地質年代(Geochron)實驗室做鉀氬分析。向實驗室提供的唯一信息就是這些樣品源自一塊英安岩,預計「含氬量低」。實驗室並不知道這些樣品採自僅形成於10年前的聖海倫火山的火山穹邱。

分析結果如表1所示。我們看到了什麼?首先看到,這些都是錯誤的。正確的結果應該是氬元素的含量為零,說明這個樣品的形成時間太短,不能使用這種方法進行年代測定。相反,測定結果有從34萬到280萬年不等!這是為什麼呢?顯然是由於錯誤的假設,這也表明該「測年法」無效。或許岩石在形成之初就混入了氬40,因此得出了古老的年齡。請注意,取自同一塊岩石的不同樣品給出了不同的年齡。

由此可見,放射性定年法不是年代測定的「黃金標尺」,也不能作為地球古老歷史的證據。將這一方法用於已知年齡的岩石上,測定結果明顯是錯誤的。聖海倫火山的火山口絕對沒有數百萬年的歷史!在進行測定的時候,這個火山口的存在時間僅有十年。這一次我們是在場的,因此知道它的地質年齡!既然這樣,對於不明年齡的岩石,又如何能信賴放射性元素定年法的結果呢?該實驗向篤信並宣揚放射性定年法的人士發出了挑戰,尤其是在測定結果與聖經的明確記載相悖的情況。

表一 聖海倫火山(根據奧斯丁1)火山口,完整岩石以及礦物提取物的鉀氬定年結果1).

  標本 年齡/百萬年
1 全岩 0.35 ± 0.05
2 長石等 0.34 ± 0.06
3 長石等 0.9 ± 0.2
4 輝石等 1.7 ± 0.3
5 輝石 2.8 ± 0.6

推薦資源

參考與注釋

  1. Austin, S.A., Excess argon within mineral concentrates from the new dacite lava dome at Mount St Helens volcano, Journal of Creation 10(3):335–343, 1996. 返回文章.
  2. 鉀-40除了衰變為氬-40,也會衰變為鈣-40。 這倒無妨,因為氬和鈣的產量比是已知的。 返回文章.
  3. 注釋. 1, p. 338. 返回文章.

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