Übersicht

• Generische radiometrische Datierung
  • Potenzielle Probleme bei generischer Datierung
• Isochron-Methode
  • Warum Isochron-Daten kollinear sind
  • Verschiedene Anmerkungen
• Vermeidung der Probleme der generischen Datierung
  • Ausgangsmenge der Tochterisotope
  • Verunreinigung - Muttersubstanz
  • Verunreinigung - Tochterisotope
  • Ausnahmen bei Verlust der Tochterisotope
• Sind Isochron-Methoden also unfehlbar?
  • Verletzung der kogenetischen Anforderung
  • Mischen zweier Quellen
  • Zhengs Papier
  • Gills Papier
  • Zusammenfassung der Isochron-Probleme
• Einige talk.origins-Fragen zu Isochron-Methoden
  • Wie erkennt man, welches Sr radioaktiv ist?
  • Ist "Isochron" eine Methode? Ein Diagramm?
  • Wie werden Halbwertszeiten berechnet?
  • Warum geben die Verhältnisse ein Alter an?
  • Was ist, wenn es absolute Homogenität gibt?
  • Was wird mit nicht-kollinearen Diagrammen gemacht?
• Weiterführende Lektüre
• Quellenangaben

Generische radiometrische Datierung

Die einfachste Form der isotopischen Altersberechnung besteht darin, drei Messwerte in eine Gleichung mit vier Variablen einzusetzen und nach der vierten Variablen aufzulösen. Die Gleichung beschreibt den radioaktiven Zerfall:

Die Variablen in der Gleichung sind:

• P_now - Die Menge des Mutterisotops, die noch vorhanden ist. Dies wird direkt gemessen.
• P_orig - Die Menge des Mutterisotops, die ursprünglich vorhanden war. Dies wird berechnet aus der aktuellen Menge des Mutterisotops plus der angesammelten Menge des Tochterisotops.
• halflife - Die Halbwertszeit des Mutterisotops. Es werden Standardwerte verwendet, die auf direkten Messungen basieren. (Die Konstanz der Zerfallsrate wird im FAQ zum Alter der Erde behandelt.)
• age - Der aus der Gleichung und den anderen drei Größen berechnete Wert ist die verstrichene Zeit.

Die Lösung der Gleichung für das „Alter" und die Einbeziehung der Berechnung der ursprünglichen Menge des Mutterisotops ergibt:

Potenziale Probleme für die allgemeine Datierung

In der Diskussion über die allgemeine Datierung wurden einige Annahmen getroffen, um die Berechnung einfach zu halten. Solche Annahmen sind in der realen Welt nicht immer korrekt. Dazu gehören:

• Die Menge des Tochterisotops zum Zeitpunkt der Probenbildung ist null (oder bekannt und kann kompensiert werden).
• Kein Mutterisotop oder Tochterisotop ist seit der Probenbildung in die Probe eingetreten oder aus ihr herausgetreten.

Falls eine dieser Annahmen verletzt wurde, liefert die obige einfache Berechnung ein falsches Alter.

Beachten Sie, dass die bloße Existenz dieser Annahmen die einfacheren Datierungsmethoden nicht völlig unbrauchbar macht. In vielen Fällen gibt es unabhängige Hinweise (wie den geologischen Rahmen oder die Chemie des Probenmaterials), die darauf hindeuten können, dass solche Annahmen durchaus vernünftig sind. Die Methoden müssen jedoch mit Vorsicht angewendet werden – und man sollte vorsichtig sein, dem daraus resultierenden Alter viel Vertrauen zu schenken ... insbesondere wenn keine Kreuzüberprüfungen durch verschiedene Methoden vorliegen oder wenn die Informationen unzureichend sind, um den Kontext zu beurteilen, in dem das Alter ermittelt wurde.

Isochron-Methoden vermeiden die Probleme, die potenziell aus beiden der oben genannten Annahmen resultieren können.

Isokronen-Methode

Die Isochronen-Datierung erfordert eine vierte Messung, nämlich die Menge eines verschiedenen Isotops desselben Elements wie das Tochterprodukt des radioaktiven Zerfalls. (Aus Gründen der Kürze werde ich im Folgenden das Mutterisotop als P, das Tochterisotop als D und das nicht-radioaktive Isotops desselben Elements wie das Tochterprodukt als Di bezeichnen). Darüber hinaus ist erforderlich, dass diese Messungen an mehreren verschiedenen Objekten durchgeführt werden, die zur gleichen Zeit aus einem gemeinsamen Materialpool entstanden sind. (Gesteine, die mehrere verschiedene Mineralien enthalten, eignen sich hervorragend dafür.)

Jede Messungsgruppe wird als Datenpunkt in einem Diagramm aufgetragen. Die X-Achse des Diagramms stellt das Verhältnis von P zu Di dar. Die Y-Achse des Diagramms ist das Verhältnis von D zu Di. Zum Beispiel sieht ein Rb/Sr-Isochronendiagramm so aus:

P = ⁸⁷Rb; D = ⁸⁷Sr; Di = ⁸⁶Sr.
Abbildung 1. Beispiel für ein Isochronendiagramm.

Was bedeutet das?

Die Absicht der Darstellung besteht darin, eine Korrelation zwischen folgenden Faktoren zu bewerten:

1. Der Wert von P (X-Wert der Datenpunkte), und
2. Einige Anreicherung in D (Y-Wert der Datenpunkte):

Abbildung 2. Bedeutung der Plot-Achsen.

Falls die Datenpunkte auf dem Plot kollinear sind und die Linie eine positive Steigung aufweist, zeigt dies eine extrem starke Korrelation zwischen:

1. Der Gehalt an P in jeder Probe, und
2. Der Grad, in dem es angereichert ist in D, relativ zu Di.

Dies ist eine notwendige und erwartete Konsequenz, wenn das zusätzliche D ein Produkt des Zerfalls von P in einem geschlossenen System über die Zeit ist. Im allgemeinen Fall lässt es sich auf andere Weise nicht leicht erklären.

Warum sind Isochronendaten kollinear

Die Datenpunkte würden unter bestimmten Anfangsbedingungen zunächst auf einer Linie liegen. Betrachten Sie beispielsweise geschmolzenes Gestein, in dem Isotope und Elemente in einer relativ homogenen Weise verteilt sind. Seine Zusammensetzung würde als einzelner Punkt auf dem Isokronendiagramm dargestellt:

Abbildung 3. Globale Zusammensetzung des Schmelzes.

Wenn der Gesteinsbrocken abkühlt, bilden sich Mineralien. Sie „wählen" Atome zur Aufnahme aufgrund ihrer chemischen Eigenschaften.

Da D und Di Isotope desselben Elements sind, besitzen sie identische chemische Eigenschaften^*. Minerale können zwar unterschiedliche Mengen dieses Elements enthalten, alle werden jedoch das gleiche D/Di-Verhältnis wie das Ausgangsmaterial vererben. Dies führt zu einem identischen Y-Wert für die Datenpunkte, die jedes Mineral repräsentieren (entsprechend dem Y-Wert des Ausgangsmaterials).

^* Beachten Sie, dass das oben Gesagte etwas vereinfacht ist. Zwischen Isotopen desselben Elements bestehen geringfügige Unterschiede, und in relativ seltenen Fällen ist es möglich, eine gewisse Differenzierung zwischen ihnen zu erhalten. Dies wird als Isotopenfraktionierung bezeichnet. Der Effekt ist fast immer eine sehr kleine Abweichung von der homogenen Verteilung der Isotope – vielleicht ausreichend, um einen Fehler von 0,002 Halbwertszeiten in einem nicht-isochronen Alter einzuführen. (Es kann vorkommen... aber es ist selten, und der Effekt ist nicht groß genug, um extrem alte Altersangaben bei angeblich jungen Formationen zu erklären.)

Im Gegensatz dazu ist P ein anderes Element mit unterschiedlichen chemischen Eigenschaften. Es wird sich daher ungleichmäßig im Verhältnis zu D & Di verteilen, während sich Mineralien bilden. Dies führt zu einem Bereich von X-Werten für die Datenpunkte, die einzelne Mineralien repräsentieren.

Da die Datenpunkte denselben Y-Wert und einen Bereich von X-Werten aufweisen, liegen sie zunächst auf einer horizontalen Linie:

Abbildung 4. Differenzielle Migration von Elementen während der Mineralbildung.

Eine horizontale Linie stellt „Nullalter" dar. ^*

^* Präziser ausgedrückt, repräsentiert eine horizontale Linie ein Alter, das von Null nicht unterscheidbar ist. In den meisten Fällen wird jedes Alter, das weniger als etwa 10^-3 P Halbwertszeiten beträgt, Null innerhalb seines Bereichs der Unsicherheit enthalten. (Der Bereich der Unsicherheit variiert und kann bis zu einer Größenordnung vom obigen Näherungswert abweichen. Er hängt von der Genauigkeit der Messungen und der Anpassung der Daten an die Linie in jedem Einzelfall ab.) Zum Beispiel ist bei der Rb/Sr-Isochronen-Datierung jedes Alter, das weniger als einige zehn Millionen Jahre beträgt, in der Regel von Null nicht unterscheidbar. Dies umfasst die gesamte Zeitskala des Junge-Erde-Kreationismus tausendfach.

Je mehr Zeit vergeht und eine signifikante Menge an radioaktivem Zerfall stattfindet, nimmt die Menge an P in jeder Probe um einen spürbaren Betrag ab, während die Menge an D um den gleichen Betrag zunimmt. Dies führt zu einer Verschiebung der Datenpunkte nach links (abnehmender P) und nach oben (zunehmender D). Da sich jeder Atom von P zu einem Atom von D zerfällt, wird der Datenpunkt für jede Probe entlang eines Pfades mit einer Steigung von -1 bewegt.

Der Zerfall erfolgt proportional (d. h., wenn 20% des P in einer Probe zerfallen sind, haben auch 20% des P in jeder Probe zerfallen). Infolgedessen bewegen sich die Datenpunkte mit dem meisten P (die rechts am weitesten liegenden auf dem Diagramm) pro Zeiteinheit die größte Strecke. Die Datenpunkte bleiben mit der Zeit kollinear, aber die Steigung der Linie nimmt zu:

Abbildung 5. Bewegung der Datenpunkte während des Zerfalls.

Andere Links: Ein Gestein auf einem Isochron-Diagramm altern lassen Jon Fleming hat ein animiertes Diagramm erstellt, das den in Abbildung 5 dargestellten Prozess zeigt.

Die Steigung der Linie ist das Verhältnis von angereichertem D zum verbleibenden P. Sie kann anstelle von "Dnow/Pnow" in der Zerfallsgleichung verwendet werden.

Verschiedene Anmerkungen

Alter „Unsicherheit"

Wenn eine "einfache" Datierungsmethode angewendet wird, ergibt sich eine einzige Zahl. Es gibt keinen guten Weg, um abzuschätzen, wie nah das berechnete Ergebnis wahrscheinlich dem tatsächlichen Alter liegt.

Eine weitere angenehme Eigenschaft von Isochronen-Altersbestimmungen ist, dass eine „Unsicherheit" im Alter automatisch aus der Anpassung der Daten an eine Gerade berechnet wird. Eine routinemäßige statistische Operation auf dem Datensatz liefert sowohl die Steigung der besten Anpassungsgeraden (ein Alter) als auch die Varianz der Steigung (eine Unsicherheit im Alter). Je besser die Anpassung der Daten an die Gerade ist, desto geringer ist die Unsicherheit.

Für weitere Informationen zur Anpassung von Linien an Daten (auch bekannt als Regressionsanalyse), siehe:

• Gonick (1993, S. 187-210), eine hervorragende nicht-technische Einführung in die allgemeine Regressionsanalyse.
• York (1969), eine kurze technische Übersicht über eine speziell für die Bewertung von Isochronen-Anpassungen entwickelte Technik.

Beachten Sie, dass die von Isotopengeologen verwendeten Methoden (wie von York beschrieben) viel komplizierter sind als die von Gonick beschriebenen. Dies wird im Abschnitt über Gills Papier unten ausführlicher diskutiert. Die von Gonick beschriebene „generische" Methode ist zwar leichter verständlich, kann aber solche Notwendigkeiten nicht bewältigen: (1) unterschiedliche Unsicherheitsniveaus bei den X- gegenüber Y-Messungen der Daten; (2) Berechnung einer Unsicherheit für Steigung und Y-Achsenabschnitt aus den Daten; und (3) Prüfung, ob die „Anpassung" der Daten an die Linie gut genug ist, um zu implizieren, dass die Isochron ein gültiges Alter liefert. Leider muss man einige beträchtliche Mathematik durchwaten, um die Verfahren zu verstehen, die verwendet werden, um Isochron-Linien an Daten anzupassen.

Allgemeine Anmerkungen zu "Datierungsannahmen"

Alle radiometrischen Datierungsmethoden benötigen, um genaue Altersbestimmungen zu erzielen, bestimmte Anfangsbedingungen und einen Mangel an Kontamination über die Zeit. Die wunderbare Eigenschaft von Isochronen-Methoden ist: wenn eine dieser Voraussetzungen verletzt wird, ist es nahezu sicher, dass die Daten das Problem durch das Versagen, auf einer Linie zu liegen, anzeigen. (Dieses Thema wird im Folgenden viel detaillierter besprochen.) Wo einfache Methoden ein falsches Alter ergeben, weisen Isochronen-Methoden im Allgemeinen die Ungeeignetheit des Objekts für die Datierung auf.

Vermeidung der Probleme generischer Datierung

Nun, nachdem die Mechanismen zum Auftragen einer Isochron beschrieben wurden, werden wir die potenziellen Probleme der "einfachen" Datierungsmethode im Hinblick auf Isochronen-Methoden erörtern.

Initiales Tochterprodukt

Die Menge des anfänglichen D ist nicht erforderlich oder wird als null angenommen. Je höher das anfängliche Verhältnis von D-zu-Di, desto weiter sitzt die anfängliche horizontale Linie oberhalb der X-Achse. Aber das berechnete Alter wird nicht beeinflusst.

Falls eines der Proben zufällig kein P enthält (es würde dort aufgetragen, wo die Isochronenlinie die Y-Achse schneidet), würde sich die Menge an D im Laufe der Zeit nicht ändern – weil es keine Mutteratome gäbe, die Tochteratome produzieren könnten. Ob es einen Datenpunkt auf der Y-Achse gibt oder nicht, ändert sich der Y-Abschnitt der Linie nicht, während sich die Steigung der Isochronenlinie ändert (wie in Abbildung 5 gezeigt). Daher gibt der Y-Abschnitt der Isochronenlinie das anfängliche globale Verhältnis von D zu Di an.

Für jede Probe wäre es möglich, die Menge des Di zu messen und (unter Verwendung des Verhältnisses, das durch den Schnittpunkt der Isochronen mit der y-Achse identifiziert wurde) die Menge an D zu berechnen, die vorhanden war, als die Probe entstand. Diese Menge an D könnte von jeder Probe abgezogen werden, und es wäre dann möglich, für jede Probe ein einfaches Alter (unter Verwendung der in der ersten Sektion dieses Dokuments eingeführten Gleichung) zu ermitteln. Jedes solches Alter würde mit dem Ergebnis der Isochron übereinstimmen.

Verunreinigung - Muttersubstanz

Verlust oder Gewinn von P ändert die X-Werte der Datenpunkte:

Abbildung 6. Gewinn oder Verlust von P.

Um die Abbildungen leicht lesbar (und schnell zu zeichnen) zu machen, enthalten die Beispiele in dieser Arbeit nur wenige Datenpunkte. Obwohl Isochronen mit diesen wenigen Datenpunkten erstellt werden, umfassen die besten davon eine größere Menge an Daten. Wenn die Isochronen-Linie einen deutlich von null verschiedenen Anstieg aufweist und eine relativ große Anzahl von Datenpunkten vorhanden ist, führt die fast unvermeidliche Kontamination (Versagen des Systems, geschlossen zu bleiben) dazu, dass die Anpassung der Daten an eine Linie zerstört wird.

Beispielsweise betrachten wir ein Ereignis, das P entfernt. Die Datenpunkte werden tendenziell unterschiedliche Distanzen zurücklegen, da die verschiedenen Mineralien unterschiedliche Widerstandskraft gegen den Verlust von P aufweisen sowie unterschiedliche Gehalte an Di:

Abbildung 7. Verlust von P in allen Proben

Das Endergebnis ist, dass die Daten mit fast sicherer Wahrscheinlichkeit nicht kollinear bleiben:

Abbildung 8. Der Verlust von P zerstört die Anpassung an eine Linie.

Sogar in unserem einfachen Beispiel mit vier Datenpunkten für die Isochron führt eine Änderung bei zwei der Proben...

Abbildung 9. Migration des Elternelements in zwei Datenpunkten.

... würden exakte Änderungen an den verbleibenden zwei Proben erforderlich sein, damit die Daten kollinear bleiben:

Abbildung 10. Spezifischer Verlust von P erforderlich, um ein anderes kolineares Diagramm zu erzeugen. Beide Proben müssen sich jeweils um den angegebenen Betrag ändern – nicht mehr und nicht weniger –, wenn die Daten kolinear bleiben sollen.

Hinweis: Im Spezialfall, in dem die Isochronen-Linie eine Neigung von null aufweist (was ein Alter von null anzeigt), kann die Zunahme oder Abnahme von P die Datenpunkte verschieben, sie werden jedoch weiterhin auf derselben horizontalen Linie liegen. Mit anderen Worten: Die zufällige Zunahme oder Abnahme von P beeinflusst eine Isochronen-Linie mit einem Alter von null nicht. Dies ist ein wichtiger Punkt. Wenn die Erde so jung wäre, wie junge-Erde-Kreationisten behaupten, dann hätte die „Kontamination", die sie vorschlagen, um Datierungsmethoden zu ungültigen, keine spürbare Auswirkung auf die Ergebnisse.

Verunreinigung - Tochterisotop

Im Fall der Rb/Sr-Isochron-Datierung ist die häufigste Form der Isotopenmigration der bevorzugte Verlust des radiogenen Tochterisotops (⁸⁷Sr). Faure (1986, S. 123) bemerkt:

Darüber hinaus sind die durch Zerfall in einem Mineral produzierten Tochteratome Isotope verschiedener Elemente und weisen im Vergleich zu ihren Eltern unterschiedliche ionische Ladungen und Radien auf. Die während des Zerfalls freigesetzte Energie kann Versetzungen erzeugen oder das Kristallgitter lokal sogar zerstören, wodurch es für die radiogenen Töchter noch leichter wird, zu entweichen.
[...]
Das beobachtete Verhalten der Minerale kann im Allgemeinen so behandelt werden, als wäre es ausschließlich durch die Migration des radiogenen ⁸⁷Sr zwischen den konstituierenden Mineralen eines Gesteins verursacht worden.

Dies wird die vertikale Position der Datenpunkte ändern:

Abbildung 11. Gewinn oder Verlust von D.

Wie beim Gewinn oder Verlust von P ist es im allgemeinen Fall höchst unwahrscheinlich, dass das Ergebnis ein Isochron mit kollinearen Datenpunkten ist:

Abbildung 12. Gewinn/Verlust von D zerstört die Anpassung an eine Isochron.

Ausnahmen für den Verlust der Tochterzelle

Es gibt zwei Ausnahmen, bei denen eine Migration von D zu einem Isochronen mit relativ kollinearen Datenpunkten führen kann:

1. Falls das D vollständig homogenisiert wird, wird das Isochronenalter auf Null zurückgesetzt. Wenn dies geschieht, ergibt jede spätere Datierungsversuch das Alter dieses metamorphen Ereignisses anstatt des ursprünglichen Kristallisationszeitpunkts:
   
   
   
   Abbildung 13. Die vollständige Homogenisierung des radiogenen Tochterisotops setzt das Isochronenalter auf Null zurück.
2. Falls das D in einem relativ regelmäßigen Maß teilweise homogenisiert wird, kann das Isochronenalter teilweise zurückgesetzt werden, und die Proben werden auf einen Zeitpunkt zwischen dem ursprünglichen Kristallisationszeitpunkt und dem Zeitpunkt der Metamorphose datieren. Dies ist ein sehr seltenes Vorkommen, aber Beispiele sind bekannt:

Abbildung 14. Die partielle Homogenisierung radiogener Tochterisotope (in einigen außergewöhnlichen Fällen) führt zu einer scheinbar gültigen Isokronen mit einem reduzierten Alter.

Diese Ausnahmen sollten jung-Erd-Kreationisten kaum trösten, denn (1) sie sind selten (äußerst selten im Fall eines teilweisen Zurücksetzens); und (2) das Ergebnis in beiden Fällen ist ein Isochronenalter, das zu jung ist, um die Zeit der Bildung darzustellen. Jung-Erd-Kreationisten bestehen notwendigerweise darauf, dass alle alten Isochronenalter tatsächlich viel zu alt sind.

Sind also Isochronen-Methoden unfehlbar?

In der realen Welt ist nichts perfekt. Es gibt einige Isochronen-Ergebnisse, die offensichtlich falsch sind. Die Bedeutung von Isochronendiagrammen ist in einigen Fällen etwas kontraintuitiv. Und es gibt bekannte Prozesse, die zu einem falschen Isochronen-Alter führen können. Lassen dies Raum, um die Isochronen-Datierung als völlig unzuverlässig zu verwerfen? Nicht wirklich...

• Die große Mehrheit der Isochronen-Datierungsergebnisse stimmt mit dem etablierten Alter und der Geschichte der Erde überein. Wenn die Ergebnisse im Wesentlichen zufällige Zahlen wären, wäre dies nicht die erwartete Verteilung der Ergebnisse. Siehe beispielsweise die Tabellen der Meteoriten-Isochronen-Alter in The Age of the Earth FAQ.
  
  
• "Gegenintuitive" Altersangaben – zum Beispiel Ergebnisse, die ein Ereignis früher als den Zeitpunkt der Kristallisation des untersuchten Objekts anzeigen – werden in der Regel durch eine unangemessene Auswahl der Proben erzeugt und können in den meisten Fällen vermieden werden. Für ein Beispiel siehe meine Kritik am Grand Canyon-Datierungsprojekt des ICR.
  
  
• Die Prozesse, die falsche Isochronen-Alter erzeugen könnten, erfordern besondere Umstände und sind nicht universell auf den weiten Bereich von Gesteins- und Mineralienarten anwendbar, auf denen Isochronen-Datierung (durch mehrere verschiedene radioaktive Isotope) erfolgreich durchgeführt wurde.

Nun werden wir einige spezifische Beispiele im Detail untersuchen.

Verletzung der kogenetischen Anforderung

Eine der Voraussetzungen für die Isochronen-Datierung ist, dass die Proben cogenetisch sind, was bedeutet, dass sie alle etwa zur gleichen Zeit aus einem gemeinsamen Materialvorrat entstanden, in dem die relevanten Elemente und Isotope relativ homogen verteilt waren. (Wie in Abbildung 4 beschrieben, führt dies dazu, dass die Daten kollinear sind.)

Normalerweise ist es leicht zu bestimmen, ob diese Anforderung erfüllt ist. Die Prüfung besteht nicht nur aus dem Isochronendiagramm selbst (das in den meisten Fällen durch das Versagen der Daten, auf eine Linie zu fallen, ein solches Problem anzeigen kann), sondern zusätzlich aus der physischen Lage und den geologischen Beziehungen der für die Datierung ausgewählten Proben.

Falls diese Anforderung verletzt wird, ist es manchmal dennoch möglich, ein Isochronendiagramm mit relativ kollinearen Datenpunkten zu erstellen. Die Bedeutung des berechneten Alters wird jedoch wahrscheinlich nicht das letzte Mal der Kristallisation jeder Probe sein. Es könnte stattdessen die ursprüngliche Zeit sein, zu der die Proben sich von einem gemeinsamen Materiereservoir getrennt haben, oder das Alter dieses Ausgangsmaterials selbst. Das resultierende Alter ist bedeutsam, hat aber nicht die Bedeutung, die man für ein Datierungsergebnis erwarten würde (d. h. Zeitpunkt der Kristallisation der datierten Probe selbst).

Betrachten Sie einen alten Gesteinskörper (wie durch seine gute Übereinstimmung mit einer Isochron mit deutlich von Null verschiedenen Steigung belegt), der Mineralien enthält, die bei unterschiedlichen Temperaturen schmelzen. In diesem Beispiel weisen die Mineralien mit dem niedrigsten Schmelzpunkt die niedrigsten P-zu-Di- und D-zu-Di-Verhältnisse auf:

Abbildung 15. Ein alter Gesteinsblock, Minerale mit Schmelztemperaturen annotiert

Das Gestein wird langsam erhitzt, und zu verschiedenen Zeitpunkten werden die geschmolzenen Anteile in einer Reihe von Lavaströmen an die Oberfläche bewegt. Die frühesten Ströme werden eine isotopische Zusammensetzung aufweisen, die derjenigen der Minerale mit den niedrigsten Schmelzpunkten nahe kommt; die spätesten Ströme werden eine isotopische Zusammensetzung aufweisen, die derjenigen der Minerale mit den höchsten Schmelzpunkten nahe kommt.

Die einzelnen Lavaströme sind nicht kogenetisch. Sie haben sich nicht etwa zur gleichen Zeit aus einem isotopisch homogenen Materiereservoir getrennt.

Um die Einfachheit zu wahren, nehmen wir an, es gebe drei Lavaröhrchen, deren Zusammensetzung mit den Datenpunkten des vorherigen Diagramms übereinstimmt:

Abbildung 16. Die isotopische Zusammensetzung der verschiedenen Lavaströme

Es ist wahrscheinlich, dass in jedem Magmaeinheit zumindest eine geringe chemische Differenzierung stattgefunden hat, und dass in der Folge die Minerale jedes einzelnen Lavaflusses eine deutlich jüngere Isokronie (das tatsächliche Alter jedes Flusses) aufweisen:

Abbildung 17. Mineralisochronen (rot) der verschiedenen Flows ergeben mehrere unterschiedliche junge Altersangaben.

Die Datenpunkte für die Gesamtzusammensetzung jedes Flusses liegen auf einer Isochronen-Linie, die die ursprüngliche Kristallisationszeit des Ausgangsmaterials repräsentiert, die viel größer ist als das Alter irgendeines der Flüsse. Dieses Art von vererbtem Alter ist gut verstanden, wird ausführlich in der Literatur diskutiert und kann in der Regel durch eine geeignete Auswahl der Proben leicht vermieden werden.

Beachten Sie auch, dass die chemische Differenzierung zum Zeitpunkt des letzten Schmelzens (was zu den runden Datenpunkten in Abbildung 17 führt) eine signifikante Streuung in das Isochronendiagramm induziert, wenn eine andere Maßnahme als die des Gesamtgesteins verwendet wird:

Abbildung 18. Datenpunkte einzelner Mineralschmelzen zeigen Streuung aufgrund chemischer Differenzierung zum letzten Zeitpunkt des Schmelzens.

Mischen zweier Quellen

Es ist auch möglich, eine Isochron mit kollinearen Daten zu erhalten, deren Alter keinerlei Bedeutung hat. Der einzige relativ verbreitete Weg ist das Mischen von Materialien.

Betrachten Sie zwei völlig unabhängige Materialquellen, A und B, jede mit einer unterschiedlichen isotopischen Zusammensetzung:

Jeder könnte als Datenpunkt auf einem Isochronendiagramm aufgetragen werden:

Abbildung 19. Position des Ausgangsmaterials auf einem Isochronendiagramm.

Falls diese Quellen zu einem einzigen Gestein gemischt würden, so dass die verschiedenen Proben des Gesteins unterschiedliche Anteile von A und B aufwiesen, ohne chemische Differenzierung, wäre das Endergebnis etwa dieses:

Wenn die gemischten Datenpunkte auf einem Isochronendiagramm aufgetragen werden, liegen sie alle kollinear mit A und B:

Abbildung 20. Isochronendiagramm zweier gemischter Quellen

Mischen würde sich als ein verhängnisvolles Problem erweisen. Da A und B sich völlig voneinander unabhängig sein können, könnten ihre individuellen Zusammensetzungen in einem recht weiten Bereich von Punkten auf dem Diagramm liegen. Die Linie AB könnte jede beliebige Steigung haben.

Dieser Umstand erlaubt uns auch eine grobe Schätzung des prozentualen Anteils der Isochronen, die aufgrund von Mischungen kollineare Plots ergeben. „Bedeutungsvolle" (oder „gültige") Isochronen müssen eine Null- oder positive Steigung aufweisen; „gemischte" Isochronen können jede Steigung haben. Wenn Isochronen mit negativer Steigung (die müssen Mischungsgeraden sein) relativ häufig wären, könnten wir vermuten, dass Mischungen eine Erklärung für einen signifikanten Anteil aller scheinbar gültigen „alten" Isochronen darstellen. Das ist jedoch nicht der Fall.

Zusätzlich gibt es einen relativ einfachen Test, der in den meisten Fällen Mischungen erkennen kann. Der Test ist ein Diagramm mit derselben Y-Achse wie das Isochronendiagramm, jedoch mit einer X-Achse, die dem Kehrwert des gesamten Tochterelements (D + Di) entspricht.

Für die oben verwendeten Stichprobenwerte wären die aufgetragenen Werte:

Das resultierende Mischungsdiagramm sieht wie folgt aus:

Abbildung 21. Plot zur Erkennung von Vermischung.

Falls die resultierenden Datenpunkte kollinear sind, dann ist das Isochron wahrscheinlich das Ergebnis einer Vermischung und hat wahrscheinlich keine echte Altersbedeutung.

Tatsächlich können die Mischungsdaten auf eine etwas kompliziertere Kurve fallen. Faure (1986, Gleichungen 9.5 bis 9.10 auf S. 142) enthält eine präzise Herleitung. Es gibt vereinfachende Annahmen, die in den meisten Fällen zutreffen und eine Linie auf dem Mischungsplot ergeben.

Jedoch, wenn die Daten des Mischungsdiagramms nicht auf einer Geraden liegen:

Abbildung 22. Mischungsplot, der keine Mischung detektiert.

... dann ist das Isochron wahrscheinlich nicht das Ergebnis einer Vermischung, und das berechnete Alter ist sehr wahrscheinlich aussagekräftig.

Papier von Zheng

In letzter Zeit scheint es, als hätten sich einige Kreationisten an Zheng (1989) festgeklammert und dieses Papier so referenziert, als habe es die isochronische Datierung widerlegt und Platz für einen jungen Erdball geschaffen. Das Papier ist eine Diskussion potenzieller Probleme der Rb/Sr-isochronischen Datierung, mit Beispielen von Fällen, in denen diese Probleme bekanntermaßen aufgetreten sind.

Jedoch ist der Aufsatz für die junge-Erde-Bewegung nicht besonders hilfreich. Zheng diskutiert vier Möglichkeiten, wie ein falscher Isochron entstehen kann:

1. Verlängerte fraktionierte Kristallisation
   Erfordert eine langsame Abkühlungsphase in der Größenordnung von zehn Millionen Jahren, was auf einer jungen Erde nicht möglich ist. Zudem ist der Effekt sehr gering: im einzigen Beispiel, das Zheng vorlegt (erster Eintrag in Tabelle II auf S. 14), weicht das „falsche" Alter (437 ± 10 Ma) nicht sehr stark vom tatsächlichen Alter (415 ± 10 Ma) ab.
   
   
2. Vererbte (z. B. durch teilweise Schmelze)
   Bereits zuvor diskutiert; erfordert besondere Umstände und führt fast immer zu einer beträchtlichen Streuung im Isochronendiagramm. Erfordert altes Ausgangsmaterial (das „vererbte" Alter stimmt mit dem Alter des Ausgangsmaterials überein), das auf einer jungen Erde nicht verfügbar ist.
   
   
3. Misch-Isochron
   Bereits zuvor diskutiert; in den meisten Fällen durch den Mischungsdiagramm-Test erkannt.
   
   
4. Scheinbare Isochron durch Metamorphose
   Bereits zuvor diskutiert; erfordert besondere Umstände und führt zu einem Alter zwischen dem ursprünglichen Kristallisationszeitpunkt und dem metamorphen Ereignis, das die Isochron teilweise zurückgesetzt hat. Erfordert altes Ausgangsmaterial, das auf einer jungen Erde nicht verfügbar ist.

Während jeder dieser Prozesse herangezogen werden kann, um einige verwirrende oder widersprüchliche Datierungsergebnisse zu erklären, könnte keines davon vernünftigerweise erwartet werden, alle (oder sogar die meisten) Isochronen-Datierungsergebnisse zu erklären, die mit einem jungen Erdenmodell unvereinbar sind.

Zusammenfassung der Isochronen-Probleme

Es sind bekannte Prozesse bekannt, die zu falschen Isochronen-Altersbestimmungen führen können, und Beispiele für jeden dieser Fälle sind im Fachgebiet bekannt. Wenn man annimmt, dass eine gut passende Isochron ein zuverlässiges Ergebnis impliziert, wäre man in etwa neun von zehn Fällen richtig. Allerdings kann die Genauigkeit weiter verbessert werden mit...

1. Zusätzliche Tests an denselben Daten, die in der Isochronengrafik (wie z. B. für das Mischen) verwendet wurden.
2. Kreuzüberprüfungen zwischen verschiedenen Isotopen mit unterschiedlichen chemischen Eigenschaften.
3. Berücksichtigung des geologischen Umfelds, aus dem die Proben stammen.

Wie Brent Dalrymple sagte:

Die meisten [unzutreffenden Altersangaben] werden durch angemessene Sicherungsmaßnahmen erwischt, wie Standards und Wiederholungen, doch einige bleiben lange nach Veröffentlichung der Daten unerkannt. Kurz gesagt, radiometrische Datierungsmethoden liefern die meiste Zeit zuverlässige Ergebnisse, aber nicht immer.
[...]
Bei ausreichenden Kreuzkontrollen, Sorgfalt und Erfahrung werden wir nicht sehr oft getäuscht, und wenn wir es doch sind, dann meist nicht für lange.
(1992, S. 1)

Papier von Gill

Kürzlich hat Gill (1996) in der kreationistischen Fachliteratur veröffentlicht und behauptet, dass alle Rb-Sr-Isokronenalter als bedeutungslose „falsche" Korrelationen erklärt werden können. Der Abstract lautet:

Es wird eine mathematische Antwort auf die häufige Auftreten falscher oder „fiktiver" Rb-Sr-Isochronen gegeben. Der Grund für diese Inkonsistenzen besteht darin, dass ein einfaches lineares Regressionsverfahren mathematisch ungültig ist, wenn zwei oder mehr unabhängige Variablen eine einzige abhängige Variable beeinflussen. Bei vielen Datensätzen für das „Isochron"-Verfahren sind zwei unabhängige Variablen beteiligt. Erstens gibt es die gewünschte radioaktive Beziehung zwischen der Menge des Rubidium-Elternisotops und des Strontium-Tochterisotops. Zweitens, da die atomare Strontiumkonzentration in den Proben eine Variable ist, ist auch der isotopische Sr-87-Gehalt des Atoms [sic] eine Variable. In einer solchen Situation ist die „Isochron"-Regressionsanalyse mathematisch ungültig, sodass sowohl ihre Steigung als auch ihr Achsenabschnitt fehlerhaft sind.

Ich empfehle interessierten Parteien, diese Arbeit zu erhalten und zu lesen. Ich sehe vier Hauptprobleme mit den creationistischen Behauptungen – ausreichend, um die creationistische Arbeit zu ungültig zu erklären, anstatt (wie Gill es wünscht) das Rb-Sr-Datierungsverfahren.

1. Mathematik versus Chemie:

Das Verhalten von Isochronendaten ist auf zwei Arten eingeschränkt – sowohl durch das, was mathematisch auf dem Diagramm möglich ist, als auch durch das, was physikalisch möglich ist, gegeben die Chemie der relevanten Elemente. Gills theoretische Behandlung konzentriert sich ausschließlich auf das mathematische Verhalten und ignoriert die zugrundeliegende Chemie. Sie läuft daher Gefahr, falsche Schlussfolgerungen zu ziehen, indem sie Verhaltensweisen annimmt, die mathematisch möglich sind – aber chemisch unwahrscheinlich oder unmöglich.

Gills Papier macht tatsächlich diese Art von schlechter Annahme: dass ⁸⁶Sr und ⁸⁷Sr-Konzentrationen im Wesentlichen unabhängig sind:

Keine solche einfache Beziehung besteht, wenn der Divisor [⁸⁶Sr] eine Variable ist.
[...]
Sobald die Division durch eine Variable für die Eingabe der Regression durchgeführt wurde, ist der Fehler unvorhersehbar und unumkehrbar.

Das ist der Dreh- und Angelpunkt von Gills Argumentation. Wenn diese Annahme nicht zutrifft, dann zerfällt Gills Argument. Wie bereits in diesem FAQ diskutiert, findet isotopische Homogenisierung in geschmolzenem Gestein (und in vielen Fällen auch bei Temperaturen, die unter dem Schmelzpunkt liegen) statt, wobei die relevanten Elemente frei wandern. Sobald Homogenisierung eingetreten ist, sind die Mengen an ⁸⁶Sr und ⁸⁷Sr nicht mehr unabhängig voneinander und können es auch nicht mehr werden.

2. Anteil problematischer Rb-Sr-Alter:

Gill schlägt vor, dass ein großer Prozentsatz der Rb-Sr-Isochronen-Alter auch aus Sicht der Mainstream-Wissenschaft falsch sind:

Die geologische Literatur ist voller Referenzen zu Rb-Sr-Isochron-Altern, die zweifelhaft und sogar unmöglich sind. Woodmorappe (1979, S. 125-129) zitiert etwa 65 Referenzen zum Problem. Fause (1977, S. 97-105) widmet sein siebtes Kapitel möglichen Ursachen für „fiktive" Isochronen. Zheng (1989, S. 15-16) zitiert ebenfalls 42 Referenzen.

Gills Anschuldigungen sind unzutreffend. Falsche Isochronen aufgrund von Mischungen können zwar etwas häufig sein (zufällig ist dies das echte Thema von Faures Kapitel sieben). Diese können jedoch (wie in der Mischungs-Sektion dieses FAQ diskutiert) leicht erkannt und von der Betrachtung ausgeschlossen werden. Von den verbleibenden Fällen stimmt jedoch die überwältigende Mehrheit gut mit den Ergebnissen überein, die angesichts des etablierten Alters und der Geschichte der Erde erwartet werden.

Es wurden eine sehr große Anzahl von Rb/Sr-Isochronen durchgeführt. Wir sollten uns nicht von der Anzahl vermeintlich schlechter Datierungen im niedrigen Zehnerbereich beeindrucken lassen; sie stellen nur einen winzigen Bruchteil der berichteten Ergebnisse dar und (in sowohl kreationistischen als auch nicht-kreationistischen Arbeiten zu potenziellen Problemen der Methode) repräsentieren nur die „anomalen" Werte, die aus einem viel größeren Datenkorpus gesammelt wurden. Einige der Arbeiten beinhalten offensichtliche Fälle von Mischungen sowie Fälle, in denen der Datensatz zu klein oder zu schlecht angepasst ist, um ernst genommen zu werden.

Um eine vernünftige Einschätzung des Prozentsatzes der Rb-Sr-Isochron-Alter durchzuführen, die für die Mainstream-Wissenschaft „unbequem" sind, würden wir diejenigen zählen, die: (1) den Mischungs-Test nicht bestehen, (2) mehr als vier Datenpunkte enthalten und (3) eine hervorragende Korrelation aufweisen (z. B. wird eine Altersunsicherheit von weniger als 0,1 Ga aus den Daten berechnet). Es wäre unpraktisch, eine solche Übung für alle jemals berichteten Rb-Sr-Isochron-Alter durchzuführen. Es ist jedoch durchaus möglich, die Literatur eines Teils der Daten vollständig zu untersuchen.

Brent Dalrymple (1991, Kapitel 5 und 6) berichtet über eine große Anzahl von Rb-Sr-Isochron-Altersbestimmungen für Meteoriten und Mondgestein. Diese sind recht gute Kandidaten für eine solche Untersuchung, weil: (1) sie tendenziell geologisch einfache Geschichten aufweisen, und daher die Interpretation der Ergebnisse direkter ist; (2) es keine großen Mengen dieser Objekte gibt, die datiert werden müssen (dies macht eine Datenerhebung einfacher und eliminiert auch die gängige creationistische Behauptung, dass es möglicherweise eine viel größere Anzahl von „unbequemen" Ergebnissen gibt, die nicht veröffentlicht werden).

3. Gills Beispiel ist konstruiert:

Ein Großteil von Gills Papier behandelt ein einzelnes Beispiel, das konstruiert ist. Er übersetzt vier kollineare Datenpunkte auf eine Weise, dass die beiden linken 3/4 des Weges zum Ursprung hin zusammengedrängt werden und die beiden rechten 1/2 des Weges zum Ursprung hin zusammengedrängt werden.

Das Ergebnis sind im Wesentlichen zwei „Gruppen" von Daten (die Punkte eines Paares werden durch Gill's Übersetzung näher zusammengezogen). Da beliebige zwei Dinge kollinear sein können, sind die beiden Gruppen kollinear. Da die Datenpunkte in jeder Gruppe relativ nahe beieinander liegen, gibt es nicht viel Streuung um die Linie. Hätte Gill jedoch gewählt, die ersten und letzten Punkte durch vier zu teilen (anstatt der ersten zwei), oder vier verschiedene Divisoren gewählt, wäre die Anpassung an eine von ihm geänderte Linie deutlich schlechter als die ursprüngliche Anpassung.

4. Gill ignoriert die Isochron-Bewertungstechniken, die tatsächlich im Einsatz sind:

Gills einfache lineare Regressionen sind nicht die exakte Technik, die verwendet wird, um Isochronen-Anpassungen zu bewerten. Es gibt relativ komplexe Methoden, um die Anpassung im Vergleich zu den erwarteten Messfehlern zu bewerten; selbst wenn die Daten ("mit bloßem Auge") ziemlich kollinear erscheinen, bedeutet dies nicht, dass das Verfahren eine wahrscheinlich gültige Isochron anzeigen wird.

Es ist schwierig, Gill's eigenes Beispiel als realistisch einzuschätzen, da seine Werte keine echten Isotopenmessungen sind und einfach aus dem Nichts herbeigezogen wurden. Während eine Korrelation von 0,993 beeindruckend klingen mag, zeigten mehrere Beispielisochronendiagramme aus der Fachliteratur deutlich bessere Anpassungen (0,997 bis 0,998).

Einige Fragen aus talk.origins

Die folgenden sind interessante Fragen, die in talk.origins zur isochronen Datierung gestellt wurden. Die Namen der "Fragenden" wurden nicht aufgenommen, da die Erlaubnis zur Verwendung ihrer Namen nicht eingeholt wurde.

1. Wie unterscheidet man zwischen radiogenem und nicht-radiogenem ⁸⁷Sr?

   Bei der Rb/Sr-Isokronen-Methode ist das Verhältnis von ⁸⁷Sr zu ⁸⁶Sr zum Zeitpunkt der Bildung nicht als Eingabe für die Gleichung erforderlich. Stattdessen ergibt es sich aus dem y-Achsenabschnitt der Isokronenlinie. Es ist ein Nebenprodukt der Altersberechnung... sofern die Daten kollinear sind.

2. Was ist die Isochronen-Datierung? Eine Methode, eine Gleichung, ein Diagramm ...?

   Eine "Isochrone" ist eine Reihe von Datenpunkten in einem Diagramm, die alle auf einer Linie liegen, die ein einzelnes Alter darstellt ("Isochrone" stammt von: "isos" gleich + "chronos" Zeit). Der Begriff "Errorchron" wurde für eine Reihe von Daten geprägt, die nicht kollinear sind. Die beste Anpassungslinie selbst wird manchmal auch als "Isochrone" bezeichnet. Das Diagramm, auf dem diese Datenpunkte erscheinen, wird manchmal als "Isochronendiagramm" oder "Isochronenplot" bezeichnet.

   Eine Datierungsmethode, die ein solches Diagramm verwendet, um das Alter zu bestimmen, wird als "Isochronen-Datierungsmethode" bezeichnet. Wenn in diesem FAQ von "Isochronen-Datierung" die Rede ist, ist die Absicht, die Methodik abzudecken, die allen "Isochronen-Datierungsmethoden" gemeinsam ist.

   Die Isochronen-Methodik wird mit folgenden Isotopen angewendet:

   P	D	Di	Halbwertszeit (*109 Jahre)
   87Rb	87Sr	86Sr	48,8
   40K *	40Ar	36Ar	1,25
   147Sm	143Nd	144Nd	106
   176Lu	176Hf	177Hf	35,9
   187Re	187Os	186Os	43
   232Th *	208Pb	204Pb	14
   238U *	206Pb	204Pb	4,47

   ^* Die meisten Datierungen mit diesen Isotopen werden nicht über die exakte Isochronen-Methodik durchgeführt, die hier beschrieben wird.

   Tabelle 4. Isotope, die für die Isochronen-Datierung verwendet werden

3. Wie wird die Halbwertszeit eines Elements bestimmt? Wenn etwas 60 Milliarden Jahre benötigt, um teilweise zu zerfallen, wie wird die Zerfallsrate in wenigen Stunden genau gemessen?

   Halbwertszeit-Bestimmungen müssen nicht unbedingt nur „wenige Stunden" dauern. Davis et al. (1977) bestimmten die Zerfallsrate von ⁸⁷Rb (48,9 ± 0,4 Milliarden Jahre) durch Zählen der Anreicherung von ⁸⁷Sr über einen Zeitraum von neunzehn Jahren.

   Die statistische Unsicherheit bei der Bestimmung der Zerfallsrate ist eine Funktion der Anzahl der gezählten Zerfälle. „Wenige Stunden" (in der Größenordnung von 10^-15 Halbwertszeiten eines langlebigen Isotops) ist eine relativ kurze Zeitspanne, dies wird jedoch mehr als ausgeglichen durch die Tatsache, dass selbst ein Milligramm eines relevanten radioaktiven Isotops mindestens 10¹⁸ Atome enthält.

   Selbst bei einer kleinen Probe eines langlebigen Isotops wird ein konstanter Strom von Zerfällen auftreten. Wenn die Größe der Probe genau gemessen werden kann und die Anzahl der Zerfälle genau gezählt werden kann, kann die Halbwertszeit genau berechnet werden. Das ist die Grundlage für die „direkten Zählversuche", aus denen Halbwertszeiten berechnet werden.

4. Die Linie sagt uns, dass es keine Auswirkung hat, welche Probenahme wir durchführen; wir haben immer das gleiche Verhältnis von Mutter- zu Tochterisotop.
   [...]
   Nehmen wir also an, dass bei der Bildung der Gesteine bestimmte Mengen sowohl des Mutter- als auch des Tochterisotops vorhanden waren. Aber im Prozess der Bildung wurde alles gleichmäßig verteilt. Man würde eine schöne gerade Isochron-Linie erhalten, aber dennoch das Alter der Probe nicht kennen.

   Die Aussage wäre korrekt, wenn das Isochron-Diagramm die Menge des Mutterisotops (P) versus die Menge des Tochterisotops (D) darstellen würde. Aber das Diagramm zeigt stattdessen P/Di versus D/Di. Da Di in verschiedenen Mineralien variieren wird, können die Isochron-Daten auf einer Linie liegen, wenn P versus D dies nicht tun würden.

   Es ist leicht zu verstehen, wie verschiedene Mineralien in einem Gestein unterschiedliche P/Di Verhältnisse erhalten können. P und Di haben unterschiedliche chemische Eigenschaften. P passt besser in einige Mineralien als Di (und umgekehrt). Dies erklärt, warum die Datenpunkte nicht alle denselben X-Wert haben.

   Es ist jedoch weniger leicht zu verstehen, wie verschiedene Mineralien in einem Gestein unterschiedliche D/Di Verhältnisse erhalten können. Was das Isochron-Diagramm entdecken kann, wenn das Ergebnis eine gute Anpassung an eine Linie mit positivem Anstieg ist, ist, dass es eine extrem starke Korrelation zwischen (1) Anreicherung in D und (2) Gehalt an P gibt. Da D aus P durch radioaktiven Zerfall entsteht, deutet die Korrelation stark darauf hin, dass sowohl (1) das Alter der Probe und (2) dass sie seit der Bildung relativ frei von Kontamination war.

5. Wenn ein Bereich homogen gemischt ist, erhalten Sie immer das gleiche Verhältnis von allem, was Sie greifen. Und sie werden alle gleich miteinander verwandt sein.
   [...]
   In wenigen tausend Jahren ist der Zerfall unbedeutend, sodass die Isochronenlinie lediglich eine gleichmäßige Mischung während der Bildung darstellen würde.

   Die von Ihnen beschriebene Situation würde kein Alter ergeben. Wenn es keine chemische Trennung von P gegenüber (D und Di) zum Zeitpunkt der Bildung gäbe, würden alle aufgetragenen Daten auf einem einzigen Punkt im Isochronendiagramm liegen. (Dieser Punkt wäre anfänglich die Zusammensetzung des Ausgangsmaterials, wie in Abbildung 3 gezeigt.) Aus einem einzelnen Punkt lässt sich keine beste Passlinie ableiten, und daher würde kein Alter resultieren.

6. Aber was tun Wissenschaftler mit Daten für etwas, das kontaminiert erscheint? Wenn Daten nicht der Isochronen-Methode entsprechen und sich auf einer Linie befinden, die als Kontamination interpretiert wird, nehme ich an, wie Ihr FAQ auch sagt. Warum werden schlechte Proben aufbewahrt?

   Es klingt so, als würden Sie vorschlagen, dass Geologen versuchen könnten, Isochronen-Diagramme für ein einzelnes Objekt immer wieder zu erstellen, bis sie eines erhalten, bei dem sich die Datenpunkte ausrichten, was wahrscheinlich nicht repräsentativ für sein "echtes" Alter ist, und nur dieses eine veröffentlicht wird. (Das ist nur einen Schritt entfernt von einigen ziemlich schweren "Verschwörungstheorien".) Hier sind einige Gründe, warum ich stark bezweifle, dass dies geschieht:

   • Es wird als unehrlich anerkannt. Wenn ein Geologe 30 Datenpunkte aufträgt und dann die zehn, die am weitesten von der kleinsten Quadrate angepassten Isochronen-Linie entfernt sind, begräbt, würde die nächste Person, die versucht, das Experiment zu replizieren, den Betrug aufdecken. Das gleiche gilt für jemanden, der Beweise für viele schlechte Diagramme zugunsten eines guten begräbt.

     Ausreißende Datenpunkte werden regelmäßig berichtet, fast immer auf dem Isochronen-Diagramm aufgetragen... aber gelegentlich nicht in die Berechnung der besten Anpassungsgeraden einbezogen. (Dies wird jedoch immer im Papier klar gemacht; der Ausschluss eines kleinen Prozentsatzes von Ausreißern ist eine recht übliche statistische Praxis zur Verbesserung der Genauigkeit von Berechnungen.)

   • Die Durchführung mehrerer Isochronen-Diagramme in der Suche nach einem "guten" wäre absurd teuer. Selbst ein einzelnes Isochronen-Alter erfordert eine relativ große Anzahl von Messungen, die ziemlich teure Geräte beinhalten. Laut ICR-Fundraising-Literatur von vor einigen Jahren haben sie Zehntausende von Dollar für ihr "Grand Canyon Dating Project" ausgegeben -- und hatten eine Rb-Sr Isochronen-Alter (und einige Messungen anderer Isotope) als Ergebnis. (Während das etwas extrem ist, ist es kein billiges Verfahren.)
     
     
   • Weitere Tests würden wahrscheinlich das gleiche Ergebnis wie der erste ergeben, und es wäre eine sehr geringe Wahrscheinlichkeit, ein signifikant besseres Diagramm zu erhalten. Die meisten Wissenschaftler würden ihre Aufmerksamkeit anderswo lenken (vielleicht indem sie eine andere Datierungsmethode auswählen oder nach weniger gestörten Proben derselben Formation suchen), anstatt das genaue gleiche Ding erneut zu versuchen.
     
     
   • Negative Ergebnisse werden regelmäßig veröffentlicht. Selbst wenn das Diagramm das Alter nicht direkt liefert, ist es oft möglich, viele nützliche Informationen über die Geschichte der Probe aus den Daten zu ermitteln. Zum Beispiel siehe Faure (1986, S. 126).
     
     
   • Und schließlich, und am wichtigsten... wenn es der Fall wäre, dass Isochronen-Alter im Wesentlichen zufällige, fiktive Zahlen wären, würden wir keine Art von Übereinstimmung zwischen verschiedenen Methoden, Ergebnissen, die von verschiedenen Forschern veröffentlicht wurden, etc. erwarten. Zum Beispiel siehe die Tabellen von Meteoriten-Isotopen-Altern in The talk.origins Age of the Earth FAQ. Mehrere verschiedene Untersuchungen, die mehrere verschiedene Datierungsmethoden verwenden, produzieren konsistent übereinstimmende Ergebnisse.

     Dies ist leicht zu erklären (tatsächlich erforderlich), wenn diese Methoden genaue Alter liefern. Wie wird es erklärt, wenn die "Alter" im Wesentlichen zufällige Zahlen sind? Nehmen wir an, der erste Forscher veröffentlicht ein Alter von X Jahren. Denken Sie, dass die nächste Person, die dieselbe Formation untersucht, die Isochronen-Methode wiederholen wird, bis sie Isochronen-Daten erhält, die sowohl als Linie aufgetragen werden und mit der Arbeit des ursprünglichen Forschers übereinstimmen? Es ist nicht sein Problem, wenn das ursprünglich veröffentlichte Alter falsch ist.

Verwandte Lektüre

Eine hervorragende halbtechnische Einführung in die Isotopen-Datierungsmethoden (mit Schwerpunkt auf Isochronen- und Pb-Isotopen-Datierung) ist in Dalrymple (1991) verfügbar. Ich empfehle diesen Text sehr. Er ist für diejenigen zugänglich, die das Feld noch nicht studiert haben, und hat sogar in der kreationistischen Literatur recht positive Rezensionen erhalten. Isochronen-Methoden werden in einem Abschnitt mit dem Titel "Altersdiagnostische Diagramme" (S. 102-124) eingeführt.

Für diejenigen, die nicht davor zurückschrecken, ein Lehrbuch auf College-Niveau über Isotopen-Datierung zu lesen, empfehle ich ebenfalls Faure (1986). Es ist das Standardwerk für den gesamten Bereich und enthält eine große Anzahl von Verweisen auf die Primärliteratur. Und, wie das Buch von Dalrymple, hat es auch in der kreationistischen Literatur eine recht positive Rezension erhalten. Isokronen-Methoden werden erstmals in Kapitel 6 (speziell S. 72-74) eingeführt. Eine detailliertere Behandlung findet sich in Kapitel 8, und Kapitel 9 widmet sich einer erweiterten Behandlung von Mischungsprozessen.

Referenzen

Dalrymple, G. Brent, 1991. Das Alter der Erde. Kalifornien: Stanford University Press, ISBN 0-8047-1569-6.
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Dalrymple, G. Brent, 1992. Einige Bemerkungen und Beobachtungen zum "Grand Canyon-Dating-Projekt" von Steven Austin. Unveröffentlicht.
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Davis, D.W., J. Gray, G.L. Cumming, und H. Baadsgard, 1977. "Bestimmung der ⁸⁷Rb-Zerfallskonstante" in Geochim. Cosmochim. Acta 41, S. 1745-1749.
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Faure, Gunter, 1986. Prinzipien der Isotopengeologie (Zweite Auflage). New York: John Wiley and Sons, ISBN 0-471-86412-9.
Zurück zu Verunreinigung, Fragen oder weiterführende Lektüre

Gill, G.H., 1996. "Ein ausreichender Grund für falsche Rb-Sr-Isokronen" in Creation Research Society Quarterly 33, S. 105-108.
Zurück zur Referenz dieser Arbeit

Gonick, Larry, 1993. The Cartoon Guide to Statistics. New York: HarperPerennial, ISBN 0-06-273102-5.
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York, Derek, 1969. "Least-squares fitting of a straight line" in Canadian Journal of Physics 44, pp. 1079-1086.
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Zheng, Y.-F., 1989. "Einflüsse der Natur des anfänglichen Rb-Sr-Systems auf die Gültigkeit von Isokronen" in Chemical Geology (Isotopengeowissenschaftliche Sektion) 80, S. 1-16.
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