Das ICR (Institute for Creation Research) hat kürzlich acht Jahre an einem Projekt namens RATE (Radioisotope und das Alter der Erde) verbracht. Das RATE-Team behauptet, die Ergebnisse hätten überzeugende und unanfechtbare wissenschaftliche Beweise für einen jungen Erdboden erbracht.

John Baumgardner, ein Geophysiker mit Expertise in tektonischer Modellierung, präsentiert experimentelle Daten, die behaupten zu zeigen, dass alle biologischen Materialien intrinsisches Radiokohlenstoff enthalten, unabhängig davon, wie alt dieses Material sein mag [1, 2]. Er macht zusätzliche Behauptungen, dass sogar nicht-biologisches kohlenstoffhaltiges Material intrinsisches Radiokohlenstoff enthält. Er schlägt vor, dass dieses Radiokohlenstoff ein Rest aus der Schöpfung des Materials ist. Wenn dies zutrifft, würden seine Behauptungen weitreichende Implikationen für die Altersbestimmung dieser Materialien haben.

Baumgardner präsentiert zwei Klassen von Daten. Die erste ist eine Reihe von 90 zuvor veröffentlichten radiokohlenstoffbasierten AMS-Datierungen alter Proben (meist >100.000 Jahre), die er neu analysiert hat. Die zweite ist eine Reihe neuer Proben, die das RATE-Team gesammelt und an ein führendes Labor für radiokohlenstoffbasierte AMS-Datierung zur Altersbestimmung geschickt hat. In beiden Fällen bin ich überzeugt, dass das „intrinsische Radiokohlenstoff" nichts anderes als Kontamination und Instrumentenuntergrund ist.

Modernes Radiokohlenstoff-Datieren

Neue Methoden ermöglichen kleinere Proben

Willard Libby entdeckte die Radiokohlenstoffdatierung Ende der 1940er Jahre. Er erhielt 1960 den Nobelpreis für Chemie für diese Entdeckung. Die Technik beruht darauf, dass Radiokohlenstoff in der oberen Atmosphäre durch kosmische Strahlung kontinuierlich produziert wird, während er gleichzeitig zerfällt, sodass sich die atmosphärische Konzentration auf ein relativ stabiles Gleichgewicht einstellt. Pflanzen stehen durch die Atmung im Gleichgewicht mit dem atmosphärischen Radiokohlenstoff. Dieses Gleichgewicht setzt sich über die Pflanzen zu Pflanzenfressern und von dort zu Fleischfressern fort. Sobald ein Organismus stirbt, hört sein Kohlenstoff auf, mit atmosphärischem Kohlenstoff auszutauschen, zerfällt aber weiterhin mit einer Halbwertszeit von etwa 5730 Jahren. Somit kann die Messung der Radiokohlenstoffkonzentration den Zeitpunkt des Todes des Organismus angeben.

Frühe Messungen wurden durchgeführt, indem die Beta-Teilchen (hochenergetische Elektronen) gezählt wurden, die beim Zerfall von Radiokohlenstoff freigesetzt werden. Die Altersgrenze lag bei etwa 30.000 Jahren, bedingt sowohl durch schlechte Statistik aufgrund niedriger Zerfallsraten als auch durch Hintergrundstrahlung aus kosmischen Strahlen.

Richard Muller schlug 1976 eine neue Messmethode vor, die „accelerator mass spectrometry" (AMS) genannt wird [3]. Muller empfahl, Teilchenbeschleuniger zur Trennung der Atome einzusetzen, wodurch die Radiokohlenstoffatome direkt gezählt werden können, anstatt auf ihren Zerfall zu warten. Es wurde gehofft, dass dies die Datierung deutlich kleinerer und möglicherweise deutlich älterer Proben ermöglichen würde. Diese Technik hat tatsächlich die Verwendung deutlich kleinerer Proben ermöglicht und ist zur dominierenden Methode der radiometrischen Datierung geworden. Allerdings ist die ursprüngliche Erwartung von Hintergrundwerten von 100.000 Jahren „aufgrund einer Vielzahl von Probenverarbeitungs- und instrumentenbasierten experimentellen Einschränkungen" nicht erfüllt worden [4].

Die meisten Radiokohlenstoff-AMS-Labore verarbeiten Proben mit einer Variante der von Vogel beschriebenen Methode [5], wobei die Apparatur und Prozesse typischerweise für Proben optimiert sind, die etwa 1 mg Kohlenstoff enthalten. Obwohl Proben mit weniger als 0,01 mg Kohlenstoff erfolgreich datiert wurden, leidet die Messgenauigkeit unterhalb von etwa 0,1 mg Kohlenstoff aufgrund von Zählstatistiken. Die maximal zulässige Probengröße beträgt typischerweise etwa 10 mg Kohlenstoff. Größere Proben erzeugen in den im Prozess verwendeten verschlossenen Röhrchen einen übermäßigen CO₂-Druck, was zum Explodieren der Röhrchen und zum Verlust der Proben führt. Daher werden selbst wenn größere Proben wie RATE's „in der Größenordnung von 100 mg" [6] einem AMS-Labor eingereicht werden, tatsächlich nur etwa 1 mg Kohlenstoff analysiert. Obwohl Baumgardner eine 1 mg Probe als „winzig" bezeichnet [6], wird sie von AMS-Laboren allgemein als „groß" betrachtet [z. B. 5, 7, 8], mit genügend Kohlenstoff, um für etwa einen Tag eine Ionenquellstromstärke bereitzustellen. Die meisten Labore bevorzugen es, Proben größer als 1 mg zu erhalten, um Verluste beim Reinigen zu kompensieren und zusätzlichen Material vorrätig zu haben, falls dies benötigt wird.

Verunreinigung und Hintergrund variieren erheblich

Die moderne AMS-Radiokohlenstoffdatierung ist ein komplexer Prozess mit zahlreichen potenziellen Kontaminationsquellen, die charakterisiert werden müssen. Eine typische Probe muss zunächst mechanisch und chemisch gereinigt, dann durch Verbrennung (bei organischen Proben) oder Säurehydrolyse (bei Carbonaten) in CO₂ umgewandelt und anschließend chemisch zu Graphit reduziert werden [9, 10]. Bei einigen Proben ist der Prozess noch komplexer und umfasst die Vorseparation organischer Fraktionen von den leichter kontaminierbaren anorganischen Fraktionen (z. B. Datierung nur von Cellulose aus Holz oder nur von Kollagen aus Knochen) [11]. Jeder Schritt in diesem Prozess kann eine geringe Menge an moderner Kohlenstoffkontamination einführen. Mehr Verarbeitung führt tendenziell zu mehr Kontamination. Darüber hinaus führt das Instrument selbst immer einen Hintergrund bei, ähnlich wie bei den meisten anderen hochempfindlichen analytischen Instrumenten [4]. Eine Probe, die ursprünglich absolut kein Radiokohlenstoff enthielt, wird dennoch eine nicht-null-Messung aufgrund solcher Beiträge liefern.

Kontamination und Instrumentenhintergrund werden manchmal kollektiv als „Totaler Hintergrund" bezeichnet. Taylor und Southon haben sechs allgemeine Arten von totalem Hintergrund charakterisiert, jede davon mit mehreren spezifischen Quellen [4]. Für unsere Zwecke werden wir diese Beiträge in drei allgemeine Klassen von Kontamination und Hintergrund einteilen:

1. Kontamination der Probe vor dem Erreichen des Testlaboratoriums (hauptsächlich Kontamination in situ, aber auch während der Sammlung oder Lagerung)
2. Labor-Kontamination vor der Platzierung im Beschleuniger (Handhabung, Probenchemie, etc.)
3. Instrumenten-Hintergrund, einschließlich Probenkontamination im AMS-Beschleunigersystem

Der erste Beitrag führt häufig zu Probenpositions-abhängigen Variationen im Radiokohlenstoffgehalt und ist daher oft durch das Messen mehrerer Teile derselben Probe nachweisbar. Die Menge der Kontamination ist jedoch im Allgemeinen nicht quantifizierbar. Eine alte Probe mit in situ-Kontamination kann im Allgemeinen kein genaues Alter liefern.

Der zweite Beitrag, die Labor-Kontamination, ist weitgehend auf die Probenchemie (Vorbehandlung, Hydrolyse oder Verbrennung zu CO₂ und Reduktion zu Graphit) zurückzuführen, die in der Regel eine kleine Menge an modernem Kohlenstoff einführt, typischerweise mindestens 1 Mikrogramm [8, 12, 13, 14]. Somit würde eine 1 mg Probe aus unendlich altem Kohlenstoff vor dem Abzug des Hintergrundrauschens mindestens 0,1 pMC (Prozent moderner Kohlenstoff) anzeigen. Mindestens ein Labor berichtet von einer Probenchemie-Kontamination von低至 0,08 pMC (ohne chemische Vorbehandlung, die einen signifikanten Beitrag leisten kann), doch dieser Wert „gilt nicht notwendigerweise für andere Labore" [15]. Unterschiedliche Probenchemie-Techniken, Verarbeitungsgeräte und Variationen in chemischen Chargen können zu einer deutlich höheren Probenchemie-Kontamination führen.

Der dritte Beitrag, der Instrumentenhintergrund, hat eine Reihe von Quellen. Die Hauptquellen sind im Allgemeinen folgende:

1. „Gedächtnis" der Ionenquelle durch vorherige Proben, verursacht durch Kohlenstoff-14, das an den Wänden der Ionenquelle haftet, thermisch desorbiert wird und dann an eine andere Probe haftet
2. Hintergrund des Massenspektrometers, nicht-kohlenstoff-14-Ionen, die fälschlicherweise als Kohlenstoff-14 identifiziert werden, manchmal durch unerwartete Mechanismen [16]
3. Detektorhintergrund, einschließlich kosmischer Strahlung und Elektronikrauschen

Baumgardner behauptet, dass der Instrumenten-Hintergrund „routinemäßig und zuverlässig getestet wird, indem das System ohne Probe im Aluminium-Probenhalter betrieben wird," [6] doch diese Technik unterschätzt den wahren Beitrag des Instrumenten-Hintergrunds und liefert lediglich eine untere Grenze. Konkret unterschätzt diese Technik sowohl die Ionenquellen-Speicherung als auch die Massenspektrometer-Hintergründe. Selbst mit dieser Unterschätzung scheint Baumgardners Behauptung von „ungefähr 0,0005 pMC" [6] unter Verwendung dieser Technik unangemessen niedrig zu sein, da das IsoTrace-Labor „ungefähr 0,0025 pMC" [15] gemessen hat.

Oberflächenabhängige „Anhaftungskoeffizienten" sind ein bekanntes Problem im Ionquellen-Design. Kürzlich durchgeführte Tests legen nicht überraschend nahe, dass dieser Effekt auch auf die Probenoberfläche selbst zutrifft, wodurch die Ionenspeicherung der Ionquelle von der Probenoberfläche abhängt, da für kohlenstoffhaltige Moleküle in der Ionquelle unterschiedliche Anhaftungskoeffizienten vorliegen. Bei Tests am UCI AMS-System ergaben Graphit Instrumentenhintergründe von 0,020 bis 0,035 pMC, während natürliches Diamant 0,005 bis 0,02 pMC ergab [4]. Unterschiede in Ionquellen, Komponenten des Strahlrohrs, Massentrenntechniken und Detektoren führen dazu, dass sich der Instrumentenhintergrund von Labor zu Labor erheblich unterscheidet.

Laboratorienkontamination und Instrumentenhintergrund können sich auch im Laufe der Zeit in einem einzelnen Labor ändern. Viele unerwartete Quellen können zusätzliche Kontaminationen einführen. Daher sind häufige Charakterisierungen des Messhintergrunds notwendig. Der einfachste Ansatz besteht darin, „radiokohlenstofffreies“ Material zu erhalten, das dem Unbekannten ähnlich ist, es identisch mit dem Unbekannten zu verarbeiten und seinen Radiokohlenstoffgehalt als Messhintergrund zu behandeln, der vom Unbekannten subtrahiert wird. Die meisten Labore beinhalten bei jeder Stichprobe-Serie solche „Prozessleerproben", um eine genaue und zeitgleiche Reflexion des wahren Hintergrunds zu erhalten. Einige Labore könnten einen „Standardhintergrund" anwenden, anstatt eine parallele Verarbeitung von „radiokohlenstofffreien" Proben, doch dieser Ansatz ist etwas riskant und daher nicht üblich.

AMS-Labore waren in der Lage, viele Quellen der Kontamination durch jahrelange Sorgfalt und Aufmerksamkeit zu identifizieren und zu reduzieren. Die verbleibenden Mengen an Labor-Kontamination und Instrumenten-Hintergrund variieren zwischen den Laboren, sind jedoch durch die häufige Verwendung von Prozess-Blanks gut charakterisiert. Häufige Interkomparationen zwischen AMS-Laboren demonstrieren die Wirksamkeit dieses Ansatzes. Zum Beispiel umfasste die Vierte Internationale Radiokohlenstoff-Interkomparation (FIRI) identische Proben von sehr altem Holz mit einem Radiokohlenstoffgehalt von etwa 0,2 pMC, was einem Alter von etwa 50.000 Jahren BP (vor heute) entspricht. Der gemittelte Wert, der von über 30 AMS-Laboren gemessen wurde, betrug 0,27 +/- 0,05 pMC für das Kauri-Holzprobe A und 0,24 +/- 0,04 pMC für Kauri-Holzprobe B [17]. Diese geringen Variationen demonstrieren eine sehr gute Konsistenz zwischen den Laboren, trotz der Anwesenheit von Labor-Kontamination und Instrumenten-Hintergrund.

Interessanterweise haben keine dieser Labors entweder eines der Kauri-Holzproben auf oder unter den Messhintergrundniveaus gefunden. Diese Tatsache steht im Widerspruch zu Baumgardners Vorwurf, dass „die meisten kommerziellen Labors“ eine „hohe ‚Standard-Hintergrund‘-Einstellung auf die Proben anwenden“, potenziell bis zu 0,8 pMC, wodurch sie „ein ‚unendliches‘ Radiokohlenstoffalter“ melden und so „die unangenehme Schwierigkeit der Erklärung“ nicht-nullevorliegender Radiokohlenstoffspuren bei vermeintlich radiokohlenstofffreier Proben vermeiden können [6].

Analyse der Behauptungen von RATE

Vorher veröffentlichte Daten: Die Probenverarbeitung beeinflusst die Ergebnisse

Baumgardners erste Datenklasse besteht aus einer Reihe von 90 zuvor veröffentlichten Radiokohlenstoff-AMS-Datierungen. Er hat diese selektiv in zwei Gruppen für eine erneute Analyse unterteilt: 34 präkambrische geologische Proben und 40 phanerozoische biologische Proben. Die verbleibenden Proben, einschließlich Marmor mit unsicherem Ursprung und einige erneut verarbeitete Proben, wurden nicht erneut analysiert.

Der präkambrische geologische Teilbereich, den Baumgardner analysiert, weist einen mittleren Radiokohlenstoffgehalt von 0,06 pMC auf. Die phanerozoischen biologischen Proben haben einen mittleren Radiokohlenstoffgehalt von 0,29 pMC, etwa fünfmal so viel wie die geologischen Proben. Baumgardner schließt daraus, dass die „unmissverständlich höhere Mittelwert“ zeigt, dass „organische Proben aus jeder Ebene im phanerozoischen Teil des geologischen Aufzeichnungs ... signifikante und reproduzierbare Mengen an ¹⁴C aufweisen" [1].

Baumgardner erwähnt nicht, dass fast alle diese geologischen Proben tatsächlich geologisches Graphit sind und daher nicht der für biologische Proben erforderlichen Probenchemie unterzogen wurden. (Geologischer Graphit erfordert in der Regel nur eine mechanische Oberflächenreinigung ohne chemische Verarbeitung.) Dieser Ausschluss ist entscheidend, da Baumgardner auf der Grundlage dieser niedrigeren Ergebnisse aus den geologischen Proben Beweise für einen erhöhten intrinsischen Radiokohlenstoff in den biologischen Proben behauptet.

Baumgardner lässt zudem zwei wichtige geologische Graphitproben aus seiner Analyse aus, nämlich die Einträge 21 und 40 in seiner Tabelle 1 [1]. Diese Proben waren identisch mit zwei natürlichen Graphitproben, den Einträgen 62 und 79, wurden jedoch im Labor unter Verwendung identischer Chemie wie bei biologischen Proben verbrannt und erneut graphitisiert. Dieses Verfahren ermöglichte eine kontrollierte Charakterisierung von Kontaminationen aus der Probenchemie, die jeweils 0,25 und 0,14 pMC hinzufügten [18, 19]. Eintrag #10 in Baumgardners Tabelle 1 vergleicht die Radiokohlenstoff-AMS-Messung mit der Radiokohlenstoff-Zerfallszählung und zeigt eine Kontaminationsstufe von etwa 0,4 pMC für die AMS aufgrund der Probenchemie [20]. Diese Tests verwendeten identische Materialien mit und ohne Probenchemie und stützten sich nicht auf die Annahme, dass irgendeines der Materialien „radiokohlenstofffrei" sei, und zeigten, dass die Probenchemie Werte im Bereich erzeugt, der in den phanerozoischen biologischen Proben beobachtet wird.

Viele von Baumgardners Referenzen berichten Charakterisierungen verschiedener Kontaminationsquellen, wobei die Probenchemie Werte von etwa 0,1 bis 0,7 pMC beiträgt (stark abhängig von der Probengröße und dem Verfahren). Dieser Bereich ist im Wesentlichen identisch mit dem von Baumgardners biologischen Proben. Der höchste Wert von 0,7 pMC stammt von einem älteren Probenchemie-Verfahren und könnte etwas überschätzt worden sein [20]. Baumgardners oben erwähnte biologische Probe #10 stammt aus dieser Referenz und liegt gut innerhalb dieses Probenchemie-Hintergrundes. Jull et al charakterisieren einen Gesamtprozesshintergrund von 0,58 pMC, wovon etwa 0,5 pMC der Probenchemie zugeschrieben wird, und Baumgardners biologische Probe #8 aus derselben Referenz ist mit dieser Kontamination konsistent [21]. Somit ist der Hauptunterschied, den Baumgardner zwischen geologischen und biologischen Proben sieht, die durch die Probenchemie eingeführte Kontamination.

Während diese Schlussfolgerung die höheren Werte für biologische Proben im Allgemeinen erklärt, berücksichtigt sie nicht alle Details. Einige biologische Proben weisen tatsächlich Radiokohlenstoffwerte auf, die nicht durch die Probenchemie erklärbar sind. Diese Proben sind hauptsächlich Kohlen und biologische Karbonate, beide sind anfällig für in situ-Verunreinigungen.

Kohle ist berüchtigt für Kontaminationen [22]. Uran wird häufig in oder in der Nähe von Kohle gefunden und setzt Neutronen frei, die in der Kohle aus Stickstoff Radiokohlenstoff erzeugen. Mobile Huminsäuren sind fast immer vorhanden und können jüngeren Kohlenstoff zur Kohle transportieren. Mikrobielles Wachstum kann modernen Kohlenstoff aus Grundwasser während der in situ-Probenahme und aus der Luft nach der Probenahme einbauen. Kohle kann atmosphärisches CO₂ nach der Probenahme leicht adsorbieren.

Karbonate weisen häufig anomale Radiokohlenstoffwerte auf und können potenziell durch Adsorption von atmosphärischem CO₂ [23]. kontaminiert werden. Nadeau et al erläutern Anomalien bei marinen Karbonaten, d. h. bei Muscheln und Foraminiferen, und legen nahe, dass „die Kristallstruktur der Karbonate in den Schalen ... in einem späteren Stadium Atome aus ihrer Umgebung [sic] für den Aushärtungsprozess aufnehmen kann" [24]. Ein ähnlicher Kontaminationsmechanismus tritt bei Knochen auf, wo Karbonate „durch chemischen Austausch und/oder durch Auflösungs- und Neuausfällungsprozesse in die Knochenmatrix aus dem Grundwasser- und Bodenmilieu transportiert werden können" und Knochenkollagen sich als deutlich zuverlässiger für Datierungen erwiesen hat als Knochenkarbonate [25]. Doch diese Anomalien sind spezifisch für Karbonate und gelten nicht für andere Materialien, z. B. Holz. Die meisten Holzproben und einige der Kohle- und Karbonatproben in Baumgardners Tabelle 1 zeigen Radiokohlenstoffwerte, die mit der Probenchemie übereinstimmen, und weisen somit keine Hinweise auf intrinsischen Radiokohlenstoff auf.

Baumgardner bemerkt, dass „die Variation im ¹⁴C-Gehalt für die Phanerozoikum-Proben groß" ist bei +/- 0,16 pMC [1]. Er schlägt vor, dass dies durch Variationen der in situ-Radiokohlenstoff-Kontamination aufgrund von „beschleunigter nuklearer Zerfallsrate" von nahem Material verursacht wird. Ich stimme zu, dass diese großen Variationen auf Kontamination hindeuten, aber der Hauptverursacher scheint eine Kontamination der Probenchemie zu sein, keine in situ-Kontamination.

Baumgardner kommt ebenfalls zu dem Schluss, dass die geologischen Proben Hinweise auf intrinsisches Radiokohlenstoff mit Werten über dem Instrumenten-Hintergrundgrundein zeigen. Doch ihr Radiokohlenstoffgehalt von 0,06 +/- 0,03 pMC stimmt gut mit den Instrumenten-Hintergrundwerten überein, die in vielen von Baumgardners Referenzen charakterisiert wurden. Man könnte vielleicht Vorwürfe des Zirkelschlusses machen, da Instrumenten-Hintergründe oft durch Messung von geologischem Graphit ermittelt werden, das als „radiokohlenstofffrei“ angenommen wird. Jedoch ist es unzulässig, einen sehr niedrigen Wert aus einem Labor auf Daten aller anderen Labore anzuwenden, wie Baumgardner es tut. Der Hintergrund jedes AMS-Instruments wird unterschiedlich sein und muss individuell bestimmt werden.

Mehr Beweise gegen intrinsisches Radiokohlenstoff-14 finden sich in interkomparativen Studien zwischen mehreren Laboren. In FIRI, wie zuvor erwähnt, betrug der Mittelwert für altes Holz, das von über 30 AMS-Laboren gemessen wurde, 0,27 +/- 0,05 pMC für das Kauri-Holzprobe A und 0,24 +/- 0,04 pMC für das Kauri-Holzprobe B [17]. Diese geringen Schwankungen zeigen eine sehr gute Übereinstimmung zwischen den Laboren. Jedes Labor verwendete separate Prozessleerwerte, um den Gesamtuntergrund zu charakterisieren und abzuziehen. Wenn die Leerwerte tatsächlich intrinsisches Radiokohlenstoff-14 enthielten, hätte dies die Subtraktion in unterschiedlichem Maße verzerrt und zu großen Schwankungen in den berichteten Ergebnissen geführt, ähnlich den +/-0,16 pMC, die in den phanerozoischen biologischen Proben beobachtet wurden.

Neue Daten von RATE

Baumgardners zweite Klasse von Daten besteht aus Proben, die das RATE-Team gesammelt und an ein führendes Radiokohlenstoff-AMS-Labor zur Analyse gesendet wurden, einschließlich einer Reihe von zehn Kohleproben und einer Anzahl von Diamantproben [1]. Messungen beider Materialien zeigen große Schwankungen, die auf Kontamination hindeuten.

Kohle

Baumgardner behauptet, seine Kohlergebnisse von 0,25 +/- 0,11 pMC „passen gut in den Bereich für ähnliche Analysen, die in der Radiokohlenstoff-Literatur berichtet wurden". Diese Behauptung ist irreführend. Baumgardners Kohlergebnisse beinhalten bereits die Subtraktion des Hintergrundes, wohingegen die Literaturergebnisse im Allgemeinen Rohwerte sind und als Messhintergründe behandelt werden [1]. Im Gegensatz zu den Literaturwerten zeigen Baumgardners Kohleproben tatsächlich signifikante Radiokohlenstoffwerte über dem Hintergrund, was eine Erklärung einfordert. Die Messungen zeigen zudem relativ große Schwankungen, was auf Kontamination hindeutet.

Der Experte, der die RATE-Proben vorbereitete und maß, vermutet, dass die Kohleproben vor ihrem Erreichen seines Laboratoriums kontaminiert worden waren, wahrscheinlich in situ. Wie bereits erwähnt, ist Kohle sowohl in situ als auch nach der Sammlung leicht zu kontaminieren. Obwohl Vorsichtsmaßnahmen getroffen wurden, könnten die Kohleproben auch während der Lagerung in einem Kühlschrank eines DOE-Geologielaboratoriums kontaminiert worden sein [1]. Geologielaboratorien weisen oft erhöhte Radiokohlenstoffspiegel auf, verursacht durch Tracerstudien, Neutronenaktivierungsstudien und Staub aus Uran enthaltenden Gesteinen. Kohlenstoff ist hoch mobil, und Kontamination kann sich durch ein ganzes Laboratorium ausbreiten und über Jahrzehnte bestehen bleiben [26].

Mit äußerster Vorsicht und Techniken zur Isotopenanreicherung wurde Anthrazitkohle auf ein scheinbares Alter von mehr als 75.000 Jahren (<0,01 pMC) datiert, was unterhalb der Nachweisgrenze des Verfahrens liegt [27]. Somit existiert Kohle, die keine Hinweise auf intrinsisches Radiokohlenstoffalter aufweist.

Diamond

Diamant ist schwer zu verbrennen. Die RATE-Proben erforderten offenbar Modifikationen des normalen Verfahrens [1], vermutlich höhere Verbrennungstemperaturen und längere Verbrennungszeiten, was wahrscheinlich die chemische Kontamination der Proben erhöhte. Die Proben wurden reportedly pitted und möglicherweise früheren Analysen sowie unbekannter Kontamination ausgesetzt. Dennoch wiesen die fünf Tiefenmine-Diamantproben von RATE Radiokohlenstoffwerte nur leicht über dem Hintergrund auf (0,01 bis 0,07 pMC nach Hintergrundabzug), während die sieben Alluvialproben Werte von 0,03 bis 0,31 pMC nach Hintergrundabzug aufwiesen.

Anschließend fügten das RATE-Team Diamant direkt in eine Ionenquelle ein, wodurch die Probenchemie eliminiert wurde, und ermittelten deutlich niedrigere Radiokohlenstoffwerte, „zwischen 0,008 und 0,022 pMC, mit einem Mittelwert von 0,014 pMC", offensichtlich ohne Hintergrundsubtraktion [6]. Dieser deutlich niedrigere Wert für unverarbeitetes Diamant liefert starke Beweise dafür, dass ihre verarbeiteten Diamantproben kontaminiert worden waren, höchstwahrscheinlich durch die modifizierte Probenchemie.

Taylor und Southon haben auch unverarbeitetes Diamantmaterial gemessen und einen ähnlichen Bereich von 0,005 bis 0,03 pMC ohne Subtraktion des Hintergrunds gefunden. Sie interpretieren dieses Ergebnis als ihren Instrumentenhintergrund, hauptsächlich aufgrund von Ionquellen-Gedächtniseffekten. Ihr Ionquellenstrom variierte unbeabsichtigt über etwa einen Faktor von zwei, möglicherweise aufgrund der Kristallflächenorientierung oder von Leitfähigkeitsunterschieden zwischen den Proben. „Die ältesten ¹⁴C-Altersäquivalente wurden an natürlichen Diamanten gemessen, die die höchsten Stromausbeuten aufwiesen" [4]. Diese wichtige Beobachtung liefert Hinweise auf die Herkunft des Radiokohlenstoffs.

Falls das Radiokohlenstoff intrinsisch für die Probe wäre, gäbe es keine Änderung des Radiokohlenstoffverhältnisses mit dem Probenstrom. Das ¹⁴C, ¹³C und ¹²C würden sich im Einklang ändern. Wenn das Radiokohlenstoff jedoch aus dem Ionquellen-Gedächtnis oder anderweitig im Beschleuniger stammt, sollte es eine Zählrate ergeben, die unabhängig vom Ionquellenstrom ist. Die Normalisierung der Radiokohlenstoffzählrate auf den Ionquellenstrom, der überwiegend ¹²C ist, würde zu einem höheren Radiokohlenstoffgehalt bei niedrigeren Quellenströmen führen, wie beobachtet. Diese Daten liefern klare Beweise dafür, dass zumindest ein signifikanter Anteil des durch Taylor und Southon bei Diamantmessungen detektierten Radiokohlenstoffs nicht von den Diamanten selbst stammt und somit nicht „intrinsisches Radiokohlenstoff" sein konnte.

Die niedrigeren Werte für unverarbeitetes Diamant und das von der Stromstärke abhängige Verhalten finden in Baumgardners Modell des „intrinsischen Radiokohlenstoffs“ keine Erklärung. Diese Ergebnisse passen jedoch gut zu den Belegen von Taylor und Southon, wonach der Instrumentenuntergrund (insbesondere das Ionquellen-Gedächtnis) materialabhängig ist, wobei Diamant deutlich weniger Ionquellen-Gedächtnis aufweist als Graphit. Der im natürlichen, unverarbeiteten Diamant gemessene Radiokohlenstoff scheint nichts anderes als Instrumentenuntergrund zu sein.

Zusammenfassung

Radioisotopen-Evidenz stellt erhebliche Probleme für die junge-Erde-Position dar. Baumgardner und das RATE-Team sind dafür zu loben, dass sie sich mit dem Thema auseinandersetzen, doch ihre Erklärung des „intrinsischen Radiokohlenstoffs" funktioniert nicht. Die zuvor veröffentlichten Radiokohlenstoff-AMS-Messungen können im Allgemeinen durch Kontamination, hauptsächlich aufgrund der Probenchemie, erklärt werden. Die RATE-Kohleproben waren wahrscheinlich in situ kontaminiert. Die verarbeiteten Diamantproben von RATE waren wahrscheinlich in der Probenchemie kontaminiert. Die unverarbeiteten Diamantproben spiegeln wahrscheinlich das Instrumenten-Hintergrundsignal wider. Kohle- und Diamantproben wurden von anderen bis zum Instrumenten-Hintergrundniveau gemessen, was keine Evidenz für intrinsischen Radiokohlenstoff liefert.

Während einige Materialien, z. B. Kohlen und Karbonate, oft do eine Radiokohlenstoffkontamination zeigen, die nicht vollständig erklärt werden kann, wirft die Zuflucht zu „intrinsischem Radiokohlenstoff" mehr Fragen auf, als sie beantwortet. Warum zeigen nur some Materialien Anzeichen dieses intrinsischen Radiokohlenstoffs? Warum existiert ein Teil des Anthrazits und Diamanten mit no messbarem intrinsischem Radiokohlenstoff? Warum ist sein Vorkommen in Karbonaten so viel variabler als in anderen Materialien, z. B. Holz und Graphit? Warum wird es oft in Knochenkarbonaten gefunden, aber nicht im Kollagen desselben Knochens? Da intrinsischer Radiokohlenstoff fälschlicherweise als AMS-Prozesshintergrund interpretiert würde, warum zeigen interlaboratorische Vergleiche nicht eine viel größere Variation als beobachtet? Warum scheint unverarbeiteter Diamant weniger intrinsischen Radiokohlenstoff zu haben als verarbeiteter Diamant?

Diese und viele andere Überlegungen stehen im Widerspruch zur RATE-Hypothese eines „intrinsischen Radiokohlenstoffs", passen jedoch zu Kontamination und Hintergrundstrahlung. „Intrinsischer Radiokohlenstoff" ist im Wesentlichen eine „Radiokohlenstoff-der-Lücken"-Theorie. Je besser die Kontamination verstanden wird, desto geringer werden die Möglichkeiten, auf „intrinsischen Radiokohlenstoff" zurückzugreifen. Die meisten Radiokohlenstoffmessungen alter Materialien, einschließlich vieler Muscheln und Kohle, lassen sich durch bekannte Kontaminationsmechanismen erklären, was absolut keinen Beleg für intrinsischen Radiokohlenstoff hinterlässt. Die Beweise widerlegen die RATE-Behauptung, dass „der gesamte Kohlenstoff auf der Erde einen nachweisbaren und reproduzierbaren ... Gehalt an ¹⁴C enthält" [1].

Kirk Bertsche
San Jose, CA
10. Juli 2008
kbertsche@earthlink.net

Über den Autor

Dr. Bertsche erlangte 1989 einen PhD in Physik an der University of California, Berkeley, unter der Leitung von Prof. Richard A. Muller, dem Erfinder der radiokohlenstoffbasierten AMS. Die Doktorarbeit von Dr. Bertsche befasste sich mit dem Entwurf und der Prüfung eines kleinen Zyklotrons für die radiokohlenstoffbasierte AMS. Anschließend erhielt er eine postdoktorale Anstellung im AMS-Laboratorium des Lawrence Livermore National Laboratory, wo er sich mit dem Entwurf und der Bedienung von Beschleunigern sowie mit der Probenpräparation und -analyse beschäftigte. Im Jahr 2005 erwarb er einen MA in Exegetischer Theologie am Western Seminary in Portland, Oregon. Er ist Autor von 25 Veröffentlichungen und 13 Patenten, die sich hauptsächlich mit dem Entwurf von Teilchenbeschleunigern und Elektronenmikroskopen befassen.

Referenzen

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[27] P.M. Grootes, „Carbon-14-Zeitskala erweitert: Vergleich von Chronologien,” Science 200 (1978) 11-15. {Zusammenfassung}