Einführung

Da die Debatte um Schöpfung/Evolution weitergeht, haben sich bestimmte kreationistische Argumente und Publikationen zunehmend verfeinert. Es kann eine besonders schwierige Herausforderung sein, wenn der kreationistische Autor über professionelle Qualifikationen verfügt und in Mainstream-Wissenschaftsjournalen publiziert hat. Ein solcher Einzelner ist Robert Gentry, der einen Master-Abschluss in Physik (und einen Ehrendoktorgrad vom fundamentalistischen Columbia Union College) besitzt. Über dreizehn Jahre hinweg bekleidete er die Position eines Forschungsmitarbeiters am Oak Ridge National Laboratory, wo er Teil eines Teams war, das Wege zur Immobilisierung von Kernabfällen untersuchte. Gentry hat den Großteil seines beruflichen Lebens damit verbracht, die Natur sehr kleiner Verfärbungsmerkmale in Glimmer und anderen Mineralien zu untersuchen, und kam zu dem Schluss, dass sie Beweise für eine junge Erde sind.

Um Gentrys Hypothese vollständig zu verstehen, ist ein grundlegendes Hintergrundwissen in Geologie, Mineralogie und Strahlungsphysik hilfreich. Die Boxen auf den folgenden Seiten bieten einen kurzen Lehrgang zu Gesteinen, Mineralien und Radioaktivität. Bestimmte Mineralien, wie Zirkon und Monazit, die als häufige Spurenelemente in magmatischen Gesteinen entstehen, besitzen Kristallstrukturen, die unterschiedliche Mengen der natürlich vorkommenden radioaktiven Elemente Uran und Thorium aufnehmen können. Wenn diese Mineralien als Einschlüsse in bestimmten anderen Mineralien vorkommen, vor allem in der Glimmerfamilie, zeigen sie oft Verfärbungen oder „pleochroische" Halos. Die Halos werden durch Strahlenschäden an der Kristallstruktur des Wirtsmaterials verursacht. Abbildung 1 zeigt einen typischen Verfärbungshalo um einen radioaktiven Mineraleinschluss im Mineral Pyroxen. Der Schadensbereich ist grob kugelförmig um einen zentralen Mineraleinschluss oder eine radioaktive Quelle herum. Beachten Sie, dass der Halo die höchste Intensität der Verfärbung in der Nähe der Quelle aufweist und mit zunehmendem Abstand im Wirtsmaterial allmählich zu einem „unscharfen" Rand abnimmt.

Strahlenschädigungshalo um Mineralinklusioenen sind aus der geologischen Literatur wohlbekannt. Verfärbungshalo in jüngeren Gesteinen neigen dazu, kleiner und weniger intensiv zu sein als in älteren Gesteinen, was darauf hindeutet, dass die Zone der Kristallschädigung mit der Zeit zunimmt. Aus diesen Beobachtungen wurden frühe Versuche unternommen, die Abmessungen der Halo als Altersdatierungstechnik zu verwenden. Dies war nie vollständig erfolgreich, da die Größe/Intensität eines beobachteten Schädigungshalos auch eine Funktion der Häufigkeit der im Inklusionsmaterial vorhandenen Radionuklide und der kristallinen Struktur des Wirtsgesteins war.

Gentrys These hat mehrere Komponenten. Erstens ist seine Behauptung, dass die granitischen Gesteine, aus denen die Proben reportedly stammen, die „primordiale" Kruste der Erde darstellen. In diesen Gesteinen finden sich Biotit (eine eisenhaltige Form von Glimmer) und Fluoritkristalle, die eine relativ unübliche Klasse winziger, konzentrischer Verfärbungen „Halo" (Abbildung 2) aufweisen. Diese Halo wurden als Folge von Schäden an der Kristallstruktur der Wirtsgesteine durch hochenergetische Alpha-Teilchen betrachtet. In zahlreichen in den 1970er und 1980er Jahren in wissenschaftlichen Zeitschriften veröffentlichten Arbeiten baute Gentry den Fall auf, dass die unterschiedlichen Alpha-Zerfallsenergien verschiedener natürlich vorkommender radioaktiver Isotope zu deutlich unterschiedlichen Halodurchmessern führen. Gentry schloss daraus, dass er Halo eindeutig vom radioaktiven Zerfall verschiedener Isotope des Elements Polonium unterscheiden könne. Polonium, Teil der Zerfallskette von natürlichem Uran und Thorium, hat eine sehr kurze Halbwertszeit – gemessen in Mikrosekunden bis Tagen, je nach spezifischem Isotop. Konzentrische Halo, die mit dem Polonium-Zerfall assoziiert sind, aber ohne Ringe, die anderen Isotopen der Uran-Zerfallskette entsprechen, wurden als Beweis dafür gewertet, dass das Wirtsgestein fast augenblicklich entstanden ist, anstatt durch das langsame Abkühlen eines ursprünglichen Magmas über Millionen von Jahren. Gentry extrapoliert, dass alle präkambrischen Granite – sein primordiales Krustengestein – in weniger als drei Minuten entstanden sein müssen, und dass Polonium-Halo daher Beweis für das junge-Erde-Kreationismus-Modell gemäß der Genesis sind.

Für die Annahme dieser Hypothese muss sie überprüfbar sein. Glücklicherweise erlaubt Gentrys These, mehrere Fragen zu stellen, die durch die Betrachtung der Beweise aus der natürlichen Welt beantwortet werden können. Eine ja-Antwort auf jede Frage würde Gentrys Argumente erheblich stärken.

1) Stellen die Gentry zur Gewinnung seiner Proben verwendeten Gesteine die „primordialen" Basement-Gesteine der ursprünglich geschaffenen Erde dar?

Gentry ist ein Physiker, kein Geologe. Er folgt nicht den akzeptierten geologischen Berichtspraktiken und liefert konsistent nicht die Informationen, die eine dritte Partei benötigen würde, um vergleichbare Proben für Tests zu sammeln. Für seine Forschung nutzte Gentry Mikroskop-Dünnschliffe von Gesteinen aus Proben, die ihm von anderen aus verschiedenen Orten auf der ganzen Welt zugesandt wurden. Daher ist er nicht in der Lage zu sagen, wie seine Proben in den lokalen oder regionalen geologischen Rahmen passen. Er liefert auch keine beschreibenden Informationen über die einzelnen Gesteinsproben, die seine Studien bilden – d. h. die Häufigkeit und Verteilung von Haupt-, Nebengesteinen oder Spurengesteinen; die Textur, Kristallgröße und Verwitterungsmerkmale der Gesteine; sowie das Vorhandensein oder Fehlen von Brüchen und Diskontinuitäten.

Gentry erkennt nicht, dass die Präkambrium-Zeitperiode vollständig 7/8 der Erdgeschichte darstellt, wie sie durch Jahrzehnte intensiver Feld- und Laboruntersuchungen durch Tausende von Geologen bestimmt wurde. Folglich erkennt er die große Vielfalt geologischer Terrane nicht, die über diesen enormen Zeitraum kamen und gingen. Seine Behauptung, dass seine Proben „primordiale" Grundgesteine darstellen, ist offensichtlich falsch. In Gentrys Modell wird jeder Gesteinsblock, der grob wie ein Granit aussieht und das Label Präkambrium trägt, als „primordialer" Gesteinsblock betrachtet. Echte Granite sind selbst Belege für signifikante Krustenrecycling-Prozesse und elementare Differenzierung (siehe beispielsweise Taylor und McLennan, 1996), und können nicht als primordial betrachtet werden. Eine kleine Detektivarbeit von Wakefield (1988) zeigte, dass mindestens eine Reihe von Gesteinsproben, die von Gentry untersucht wurden, überhaupt nicht aus Graniten stammen, sondern aus einer Vielzahl jüngerer präkambrier metamorpher Gesteine und Pegmatitadern in der Region um Bancroft, Ontario, entnommen wurden. Einige dieser Gesteinseinheiten schneiden ältere, sedimentäre Gesteine durch oder liegen auf diesen sowie sogar auf fossilführenden Gesteinen.

Gentry liefert keine Erklärung dafür, wie Polonium allein in Biotit und Fluorit gelangt, oder warum Strahlenschädigungshalo in diesen Mineralien in Gebieten bekannter Urananreicherung häufig sind, aber selten dort, wo der Uranvorkommen gering ist. Gentrys Hypothese würde nahelegen, dass eine gleichmäßige Verteilung aller Poloniumisotope in primären Gesteinen vorliegen sollte, oder zumindest keine besondere räumliche Assoziation mit Uran. Gentry (1974) selbst stellt fest, dass Halos nicht in Meteoriten oder Mondproben gefunden wurden, Gesteine, die bekanntermaßen einen sehr geringen Uranvorkommen aufweisen. Lorence Collins (1997) hat diese und mehrere andere widersprüchliche Situationen zwischen der Polonium-Halo-Hypothese und den beobachteten geologischen Beziehungen im Feld festgestellt.

• Polonium-Halo in Glimmer kommen nur in granitischen oder granitischen Gesteinen vor, nicht jedoch in Glimmer aus angrenzenden Gesteinen anderer Zusammensetzung

• Polonium-Halo kommen nur in Gesteinen vor, die Myrmekit enthalten, ein Ersatzmineral mit Durchwachsung – ein deutlicher Hinweis darauf, dass das Gestein nicht „primordial" ist.

2) Sind die konzentrischen Halo, die von Gentry beobachtet wurden, tatsächlich durch Alphateilchenschäden an der Wirtskristallstruktur verursacht?

Zurückgehend auf Gentrys frühe Forschung (Gentry, 1968, 1971; Gentry, et al., 1973), ist es offensichtlich, dass die Zuordnung konzentrischer farbiger Halo zu Polonium tatsächlich spekulativ ist. Gentry übernimmt und erweitert die Arbeit von Joly (1917), wonach Poloniumisotope die wahrscheinlichste Ursache für die beobachteten Merkmale sind. Joly führte die meisten seiner Arbeiten mit Entfärbungshalos im ersten Jahrzehnt des zwanzigsten Jahrhunderts durch, einer Zeit, in der die Struktur des Atoms gerade entdeckt wurde und die Kristallstruktur von Mineralien noch nicht entschlüsselt war. Dies war auch die Periode, in der die Natur der Radioaktivität gerade enthüllt wurde. Joly machte die sehr spekulativen Annahme, dass sich Alpha-Teilchen, wenn sie 3-7 Zentimeter in Luft zurücklegen könnten, nur 1/2000 dieser Distanz in Biotit-Muskovit zurücklegen würden. Von dieser Verallgemeinerung aus und ohne die Variabilität in der Dichte und der Kristallstruktur des Wirtsmuskovits (oder sogar der variablen Dichte der Luft) zu berücksichtigen, versuchte Joly, die radiale Größe der konzentrischen Ringhalos mit den Alpha-Teilchen spezifischer Isotope (er war der Erste, der Polonium vorschlug) in Beziehung zu setzen. Er versuchte auch, eine Altersdatierungstechnik basierend auf dem Durchmesser der Halo-Merkmale zu entwickeln – je größer der Halo, desto länger hatte die Strahlung den Wirtsmineral-Korn beeinflusst. Henderson (1939) führte Jolys Arbeit weiter aus, entwickelte ein Klassifikationsschema für die verschiedenen Muster der Entfärbungshalos, die er beobachtete, und leitete Hypothesen darüber ab, wie kurzlebiges Polonium in die Kristallstruktur des Wirts gelangen konnte.

In seiner Forschung verfolgte Gentry Jolys Ansatz, ein idealisiertes Modell zu definieren, das auf der durchschnittlichen Strecke basiert, die Alpha-Teilchen unterschiedlicher Energie in Luft zurücklegen. Er maß dann konzentrische Ring-Halo-Muster in Glimmer (oder Fluorit oder Cordierit), um festzustellen, welche davon seinem Modell entsprachen. Natürlich ist die große Annahme hier, dass sein Modell korrekt ist.

Wie können Alpha-Teilchen-Emissionen diskrete farbige Ringe erzeugen? Gentry (1992) liefert die Erklärung, dass „Alpha-Teilchen am Ende ihrer Bahnen den meisten Schaden anrichten." Dies scheint sich auf den „Bragg-Effekt" zu beziehen, das Phänomen, bei dem geladene Teilchen beim Durchdringen verschiedener Medien Energie verlieren. Wenn geladene Teilchen (ein Proton oder ein Alpha-Teilchen) durch Materie hindurchtreten, verlieren sie Energie hauptsächlich durch Ionisierung der Atome des durchquerten Materials. Die zur Ionisierung eines Atoms benötigte Energiemenge hängt vom jeweiligen Element ab. Im Allgemeinen verlieren geladene Teilchen mit niedrigerer Energie schneller Energie. Ein anderer Blickwinkel auf dies ist: Wenn das Teilchen Energie verliert, verlangsamt es sich, und wenn es sich verlangsamt, interagiert es stärker mit den umgebenden Atomen, wodurch es sich noch schneller abbremst. Schließlich verliert das Teilchen seine gesamte kinetische Energie und kommt zur Ruhe, zu dem Zeitpunkt kann es Elektronen einfangen und zu einem neutralen Atom werden (Knoll, 1979). In einem homogenen Medium ist die Energiemenge des Verlustes – und damit der Grad der Störung – am Ende der Bahn des Teilchens am größten (obwohl entlang der gesamten Bahn Energie abgegeben und Ionisierung umgebender Atome stattgefunden hat). Bei Protonen, die eine einzige Ladung und eine relativ geringe Masse aufweisen, ist dieser Effekt extrem ausgeprägt und bildet die Grundlage für die Protonenstrahl-Behandlung verschiedener Tumore. Strahlen hoher Energie-Protonen können so eingestellt werden, dass fast der gesamte Energieverlust (der Bragg-Peak) innerhalb eines kleinen Volumens von Krebsgewebe stattfindet, mit fast keiner Energieablagerung im gesunden Gewebe dahinter. Die Wirkung von Alpha-Teilchen in kristallinen Materialien, deren physikalische Eigenschaften je nach Orientierung variieren, ist weniger direkt. Gentrys eigene Versuche, Alpha-Teilchenschäden in Mineralien mit einem Helium-Ionenstrahl nachzuahmen, veranschaulichen dieses Problem. Ein Ionenstrahl bestrahlt ein „Gebiet" und hat Luminositäten (Teilchen pro Strahlquerschnitt pro Zeiteinheit), die um viele Größenordnungen höher sind als die „sphärische" volumetrische Emission von Alpha-Teilchen aus radioaktiven Zentren in Mineralkörnern. Eine kurze Exposition gegenüber einem Ionenstrahl kann Schädigungsmuster erzeugen, die äquivalent zu Millionen von Jahren niedriger natürlicher Alpha-Exposition sind. Gentry (1974) weist auf das Problem der für das Erreichen eines bestimmten Diskolorationsniveaus erforderlichen Strahlungsintensität hin. In diesen Experimenten wurde die Intensität des Ionenstrahls so eingestellt, dass ein Diskolorationsmuster im bestrahlten Mineral entsteht, wobei die Ausdehnung (oder Tiefe) der Diskoloration dann mit den gemessenen Halo-Durchmessern in seinen dünnen Schnitten verglichen wurde. Das von Gentry durch Ionenstrahl-Bombardement erzeugte Muster war eine Zone der Diskoloration, am schwächsten nahe der Quelle und zunehmend in der Intensität bis zu einem relativ scharfen Ende. Gentrys Ionenstrahl-Arbeit war jedoch nicht in der Lage, mehrere Bänder oder die scharf definierte konzentrische Ringstruktur bestimmter Halos zu erzeugen. Es ist wahrscheinlich, dass intensive Alpha-Teilchen-Bombardierung die Kristallinität des Zielminerals stört (eine wohlbekannte natürliche Strahlungswirkung), wodurch sich seine physikalischen Eigenschaften entlang des Teilchenpfades ändern. Dies würde dazu neigen, den Bragg-Effekt zu verbreitern, anstatt eine schmale Störungszone (d. h. einen „Ring") zu erzeugen.

Gentry (1970, 1974) selbst weist auf eine Reihe von Aspekten bei konzentrischen Haloen hin, die durch die Alpha-Zerfallshypothese nicht erklärt werden können. Zwerg- und Riesenhaloe lassen sich mit keiner bekannten Alpha-Zerfallsenergie in Einklang bringen. Gentry postuliert, dass diese anomalen Größen-Haloen neue Elemente oder neue Formen des Alpha-Zerfalls darstellen. Weder Erklärung scheint angesichts des aktuellen Kenntnisstands über radioaktive Elemente (ICRP, 1983; Parrington, et al., 1996) wahrscheinlich. Andere Haloen zeigen „Geister"-Ringe, die keiner gemessenen Alpha-Zerfallsenergie entsprechen und die weiterhin unerklärt bleiben. Schließlich gibt es „umgekehrte Färbung"-Haloen, vermeintliche Uran-Haloen, bei denen die Abstufung der Farbintensität im kreisförmigen Band entgegengesetzt ist und die Ringdurchmesser von denen in einem „normalen" Uran-Muster verschoben sind. Andere Ausnahmen von Gentrys Modell der Energie versus Ringdurchmesser wurden von Odom und Rink (1989) und Moazed et al. (1973) bemerkt. Gentry spekuliert über die Ursache(n) einiger dieser anomalen Merkmale, liefert jedoch keine empirischen Daten, um eine Erklärung zu stützen. Tatsächlich scheint Gentry eher bereit zu sein, die von den physikalischen Proben bereitgestellten Beweisen in Frage zu stellen, als die Gültigkeit seines Modells zu hinterfragen.

Vielleicht stellt die schädlichste Herausforderung für Gentrys Hypothese nicht das vor, was beobachtet wurde, sondern das, was fehlt. Von den drei wichtigsten, natürlich vorkommenden radioaktiven Elementen, Uran, Thorium und Kalium, sind zwei – Uran und Thorium – durch Zerfallsreihen gekennzeichnet, die Alpha-Teilchen-Emissionen beinhalten. Gentrys Polonium-Halo werden dem Alpha-Zerfall der Polonium-Isotope Po-210, Po-214 und Po-218 zugeschrieben, die alle Teil der Uran-238-Zerfallsreihe sind. Thorium-232 zerfällt über eine Reihe von Schritten, die zwei zusätzliche Polonium-Isotope, Po-212 und Po-216, beinhalten, zu stabilem Blei-208. Thorium hat eine elementare Häufigkeit in der Erdkruste, die zwischen drei und viermal so hoch ist wie die von Uran. Zudem ist auch in Gebieten der Urananreicherung, aus denen die Halo-Proben von Gentry offensichtlich stammen, Thorium angereichert. Diese Thorium-Zerfallsreihen-Polonium-Isotope haben Alpha-Zerfall-Energien, die gut im für Uran-Reihen-Polonium-Zerfall dokumentierten Bereich liegen. Daher sollten auch Polonium-Isotope, die aus dem Zerfall des natürlich vorkommenden Thorium-232 resultieren, charakteristische Halos erzeugen. Tatsächlich sollten nach Gentrys Modell alle Polonium-Isotope gleich vertreten sein. Allerdings, wie Collins (1997) darauf hinweist, hat Gentry nur Halos für jene Polonium-Isotope identifiziert, die mit dem Zerfall von Uran-238 verbunden sind; Halos, die auf Polonium-212 und Polonium-216 zurückzuführen sind, wurden nicht gefunden. Zusätzlich fehlen auch Halos, die auf die beiden Polonium-Isotope in der Zerfallsreihe von Uran-235 (Po-211 und Po-215) zurückzuführen sind. Uran-235 macht derzeit 0,71 % des natürlich vorkommenden Urans aus (Uran-238 macht 99,3 % aus); vor 3 Milliarden Jahren entfielen auf Uran-235 mehr als 3 % der natürlichen Uran-Isotope.

Falls konzentrische Ring-Halo nicht durch Alpha-Teilchen verursacht werden, was verursacht sie dann? Sowohl Joly (1917) als auch Gentry (1992) schlossen die Möglichkeit aus, dass Beta-Teilchen eine Rolle bei Farbveränderungen innerhalb von Mineralien spielen; jedoch geben weder Autor eine Begründung für diese Ablehnung jenseits der falschen Aussage, dass Beta-Teilchenenergien zu niedrig seien, um irgendeinen Einfluss zu haben. Hochenergetische Beta-Teilchen besitzen die gut dokumentierte Fähigkeit, Molekülbindungen zu brechen. Kombinationen von Alpha- und Beta-Zerfallsteilchen, Beta-Teilchen allein oder ein völlig nicht-radioaktiver Prozess könnten die Ursache für die beobachtete Mineralverfärbung-Halo sein.

Odom und Rink (1989) untersuchten giant Radiohalos in Glimmer und schlugen eine alternative Hypothese für deren Entstehung vor. Sie vergleichen die kreisförmigen Halostrukturen in Glimmer mit strahlungsinduzierten Farbhalos (RICHs) in Quarz. In der Quarz-Kristallstruktur kann Aluminium gelegentlich ein Siliziumatom ersetzen, wodurch eine leichte Ladungsungleichgewicht entsteht. Alpha-Teilchen aus dem Uran-Zerfall erzeugen Ladungsträgerfalle-Zentren um die Aluminiumatome herum. Dies führt wiederum zu einem halbleitenden Bereich, in dem Beta-Teilchen (ebenfalls aus dem Uran-Zerfall resultierend) Diffusion und Färbung über einen relativ großen Bereich verursachen können. Die Breite des resultierenden Halos kann mit der Migration von Valenzband- Ladungsträgern entlang eines strahlungsinduzierten Ladungspotentials im Wirtskristall korreliert werden. Während dies eine attraktive Hypothese ist, weisen Odom und Rink vorsichtig darauf hin, dass die Kristallstrukturen und chemische Zusammensetzung von Quarz und Glimmer signifikant unterschiedlich sind. Quarz ist bekannt für seine natürlichen piezoelektrischen Eigenschaften, die in der Glimmer-Gruppe fehlen. Ohne weitere Untersuchung sind Halos durch wandernde Ladungsträgerfalle-Zentren für Mineralien außer Quarz spekulativ.

Offensichtlich ist noch mehr Arbeit erforderlich, um all diese Fragen zu klären. Die Zuordnung von ringförmigen Haloen zu einer bestimmten Energie des Alpha-Zerfalls muss als spekulativ betrachtet werden.

3) Wenn die konzentrischen Halo tatsächlich durch Alpha-Strahlenschäden verursacht werden, ist Poloniumzerfall die einzige mögliche Ursache?

Auch wenn wir annehmen, dass die konzentrischen Ringhalos tatsächlich auf Alpha-Strahlenschäden zurückzuführen sind, ergibt sich ein sofortiges Problem aus der kurzen Halbwertszeit der Polonium-Isotope selbst. Um einen sichtbaren Strahlenschadens-Halo zu hinterlassen, müssten die betroffenen Mica- oder Fluoritkristalle vor dem Zerfall des Poloniums auf Hintergrundniveaus kristallisiert haben – etwa 10 Halbwertszeiten. Für Polonium-Isotope entspricht dies einem Zeitraum zwischen einem Bruchteil einer Sekunde (Po-212, Po-214, Po-215) und 138,4 Tagen (Po-210). Gentrys Hypothese verlangt reines, konzentriertes Polonium im Zentrum jedes Rings. Das Modell unterscheidet nicht zwischen den anwesenden Polonium-Isotopen – somit sollte für alle eine gleiche Wahrscheinlichkeit bestehen. Er weist darauf hin, dass kein bekannter geochemischer Prozess existiert, durch den sich solche Konzentrationen während der Kristallisation von Magma bilden könnten, und schließt daraus, dass Polonium-Halos auf ein nicht-natürliches oder übernatürliches Ereignis hinweisen.

Eine alternative Möglichkeit wird von Brawley (1992) und Collins (1997) untersucht. Sie stellen fest, dass viele konzentrische Ringhalos entlang sichtbarer Risse innerhalb des Wirtsglimmers ausgerichtet sind. Solche Risse sind in Glimmerkristallen sehr häufig. Mikrorisse könnten Kanäle für die schnelle Bewegung und Konzentration von Radon-222 bieten, einem gasförmigen Tochterprodukt von Uran-238, das sich teilweise entlang der Zerfallskette bildet, die zum Polonium führt. Radon-222 ist selbst ein Alpha-Emitter und hat eine Halbwertszeit von 3,82 Tagen; es wird kontinuierlich beim Zerfall des Mutterelements Uran gebildet. Die Migration von Radon entlang von Rissen mit Haltepunkten an winzigen strukturellen Fallen würde genau das gleiche Muster konzentrischer Ringe ergeben, das Gentry allein dem Polonium zugeschrieben hat (da Polonium ein Tochterisotop des Radonzerfalls ist). Die Zuordnung eines Halodurchmessers an Radon ist schwierig, da die Energie des Alpha-Zerfalls von Radon der von Polonium-210 sehr nahe kommt; die beiden Ringstrukturen lassen sich häufig nicht unterscheiden (Moazed et al., 1973).

Die Entwicklung von Rissen in den Körnern von Glimmer nach der Kristallisation und die Wanderung von Radon entlang dieser Risse über die Jahrtausende hinweg passen viel besser zu den aktuellen geologischen Modellen der Gesteinsbildung. Daher ist die Radon-Hypothese attraktiver als das Modell von Gentry, da sie die beobachteten Beweise erklärt und keine übernatürlichen Ereignisse erfordert.

Ist Gentrys Hypothese mit anderen Beweisen für ein hohes Alter der Erde vereinbar oder erklären sie alle?

Gentrys Hypothese stößt schnell auf Schwierigkeiten angesichts der gesamten angesammelten Evidenz aus vielen Bereichen der Erdwissenschaften, die eindeutig auf ein hohes Alter der Erde hinweisen. Nicht zuletzt ist dies die radiometrische Altersdatierung. Um sein angenommenes junges Alter der Erde mit den berichteten isotopischen Altersdaten für Gesteine auf der ganzen Welt in Einklang zu bringen, argumentiert Gentry (1992), dass die Zerfallsraten radioaktiver Elemente im Laufe der Zeit variiert haben. Er ist gezwungen, zu dem Schluss zu kommen, dass die Zerfallsraten für seine ausgewählten Polonium-Isotope konstant geblieben sind, während die der Dutzender anderer radioaktiver Isotope vor 6.000 bis 10.000 Jahren um viele Größenordnungen höher waren. Dies führt natürlich zu mehreren wesentlichen Inkonsistenzen:

• Viele Gesteine wurden mit einer Vielzahl von Techniken datiert, die unterschiedliche Isotopenpaare mit sehr verschiedenen Zerfallsmechanismen verwenden; die Ergebnisse zeigen eine bemerkenswerte Konsistenz in den gemessenen Altersdaten. Gentrys Hypothese würde erfordern, dass alle verschiedenen Zerfallsschemata für die verschiedenen radioaktiven Isotope genau um sehr unterschiedliche Beträge beschleunigt worden sein müssten, um die konsistenten Altersdaten zu liefern, die wir heute für Gesteine finden. Zum Beispiel müsste die Zerfallsrate für Uran-238 (Halbwertszeit = 4,5 Mrd. Jahre) fast viermal so stark beschleunigt werden wie die für Kalium-40 (Halbwertszeit = 1,25 Mrd. Jahre). Angesichts der großen Anzahl verschiedener radioaktiver Isotope und Zerfallsschemata, die zur Datierung von Gesteinen verwendet wurden, ist die Wahrscheinlichkeit, dass diese Übereinstimmung zufällig eintritt, im Wesentlichen null.

• Ein allgemeines Prinzip des radioaktiven Zerfalls ist, dass je schneller die Zerfallsrate, desto mehr Energie freigesetzt wird. Der langsame radioaktive Zerfall von Uran, Thorium und Kalium-40 wurde als primäre Quelle der inneren Wärme der Erde identifiziert. Eine Beschleunigung der radioaktiven Zerfallsraten dieser Isotope um viele Größenordnungen, um mit einem Alter der Erde von 6.000–10.000 Jahren übereinzustimmen, würde erfordern, dass die Zerfallsenergien vor 10.000 Jahren extrem gewesen wären und die Erde bis zum heutigen Tag in einem geschmolzenen Zustand gehalten hätten. Offensichtlich ist dies nicht eingetreten.

• Wenn man vorschlägt, dass sich die Zerfallsraten veränderten und sich für jedes Isotope über die Zeit unterschiedlich veränderten, gibt es keinen Grund, warum sich die Zerfallsraten zahlreicher Polonium-Isotope nicht ebenfalls verändert haben sollten. Unter einem Modell variabler Zerfallsraten kann sogar vorgeschlagen werden, dass die Zerfallsraten von Polonium viel länger waren als heute beobachtet. Tatsächlich wird, sobald die Idee variabler Zerfallsraten eingeführt wird, unmöglich, Diskolorations-Halo zu einem spezifischen Isotop oder Isotopenreihen zuzuordnen, und Gentrys Hypothese zerfällt vollständig.

Die Zerfallsrate und die Energie der emittierten Alpha-Teilchen stehen beide in Zusammenhang mit dem Ungleichgewicht zwischen Neutronen und Protonen in einem Atomkern und werden durch die starke Kernkraft und die Bindungsenergie für das jeweilige Nuklid gesteuert. Eine Änderung der Zerfallsrate über die Zeit, die mehr als eine Bruchänderung beträgt, würde eine Variation der fundamentalen Kräfte der Natur und der Beziehung zwischen Materie und Energie erfordern. Es gibt keine Beweise dafür, dass je etwas derartiges vorgekommen ist.

Neben der radiometrischen Datierung gibt es viele unabhängige Argumentationslinien, die darauf schließen lassen, dass die Erde weit älter als 6.000 Jahre ist. Andere geologische Prozesse mit völlig unabhängigen Mechanismen, die eine lange Zeitspanne für die Erdgeschichte belegen, umfassen:

• die langsame Kristallisation und Ablagerung großer Mächtigkeiten von Kalksteinen, die sich immer wieder im geologischen Record finden;

• das Wachstum von Salzdomen in der Golfküstenregion der USA und unter den Wüsten des Iran durch langsame, plastische Verformung über Millionen von Jahren eines tief begraben liegenden Salzstocks als Reaktion auf die langsame Ansammlung darüberliegender Sedimente;

• die Ausbreitung der Ozeanbecken der Welt, die in den symmetrischen Mustern der Magnetisierung der Basalte auf jeder Seite der Mittelozeanischen Rücken aufgezeichnet ist. Die derzeit gemessene Ausbreitungsgeschwindigkeit führt zu einem Altersschätzwert für den westlichen Rand des Pazifischen Beckens von etwa 170 Millionen Jahren – ein Alter, das durch radiometrische Datierung bestätigt wurde.

Wörtlich könnten auch hunderte anderer Beispiele vorgelegt werden.

Gentry erkennt dies als ein Problem und greift neben seinem Konzept der variablen Zerfallsrate auf mehrere andere Argumentationslinien und „Beweise“ zurück, um sein Modell des Junge-Erde-Kreationismus zu stützen. Eine dieser Argumentationslinien betrifft den Zerfall natürlich vorkommender Uran-Isotope (U-238 und U-235) im Mineral Zirkon zu ihren endgültigen Tochterblei-Isotopen (Pb-206 und Pb-207). Gentry geht davon aus, dass Blei im Laufe der Zeit leicht verloren geht, da es schlecht in die Kristallstruktur von Zirkon passt. Gentry et al., 1982, untersuchten Zirkone aus einem Granit (tatsächlich einem Granodiorit), der auf ein Alter von 1,5 Milliarden Jahren datiert wurde. Sie wendeten ein generalisiertes Diffusionsmodell an und zeigten unter Verwendung gemessener Werte, dass Blei in Zirkonkristallen über einen Temperaturbereich von 100–313 °C stark zurückgehalten werden sollte. In seinem Po-halo-Artikel scheint sich Gentry auf diese frühere Studie zu beziehen, wenn er angibt: „...Berechnungen zeigen, dass Zirkone mit einer Größe von 50 Mikrometern, die aus dem unteren Teil des Bohrlochs (313 °C) entnommen wurden, etwa 1 % ihres Bleigehalts in rund 300.000 Jahren verloren haben sollten.\" Aus dieser Berechnung schließt er, dass, wenn der Granit wirklich so alt wie 1,5 Milliarden Jahre ist, fast das gesamte radioaktive Blei zu diesem Zeitpunkt verschwunden sein müsste. Tatsächlich zeigten jedoch Laboranalysen einen hohen Grad an Bleirückhaltung in der Zirkonprobe. Daher schließt Gentry, dass der Wirtsgestein wirklich ein sehr junges Alter haben muss.

Falls der Granit-Wirt der Zirkonkristalle wirklich alt ist, wie andere Messungen nahelegen, und die Bleiisotope nicht verschwunden sind, wie könnte Gentrys Vorhersage so weit vom Ziel entfernt sein? Die Antwort ist wirklich sehr einfach. Gentrys Forschungsteam im Jahr 1982 untersuchte die Fähigkeit von künstlichen kristallinen Substanzen – SYNROCK – zur Einkapselung von Kernabfall. Für diese Studie verwendeten sie ein idealisiertes Modell der gleichmäßigen Diffusion aus einem diffundierenden Medium. Die Art von Medium, auf die diese Gleichung am genauesten zutrifft, ist ein amorfes Feststoff wie ein Gel oder Glas. Der einzige Zeitpunkt, zu dem Zirkon dieser Bedingung nahekommt, ist, wenn es zu einer schweren Strahlenschädigung des Kristallgitters des Minerals gekommen ist – ein relativ seltenes Ereignis (und mit mikroskopischer Untersuchung sehr gut nachweisbar). In der Realität ist Zirkon einer der widerstandsfähigsten kristallinen Feststoffe, resistent gegen sowohl chemischen Angriff als auch mechanischen Abrieb. Er widersteht auch Strahlenschäden.

Gentry und sein Team verwendeten dieses idealisierte Diffusionsmodell aus mehreren Gründen. Erstens ist es einfacher, eine Diffusionsrate zu berechnen, wenn man sich nicht mit den Komplikationen eines kristallinen Gitters auseinandersetzen muss. Zweitens ist für eine Bewertung der Wirksamkeit der Einkapselung von Kernabfall es vorzuziehen, die Frage zu stellen: "Was ist die schlechteste mögliche Leistung, die wir erleben könnten?" Das von Gentry 1982 verwendete Modell war genau eine solche "Worst-Case"-Analyse, da es die schnellste Diffusionssituation darstellt. Die Zugabe einer beträchtlichen Menge hochradioaktiver Isotope zu einem Material wie Synrock würde wahrscheinlich zu erheblichen Schäden an der kristallinen Struktur des Materials führen – und somit ist die Behandlung des Materials als idealisierendes diffundierendes Medium eine angemessene Vorsicht. Dies war jedoch nicht die richtige Formel zur Beschreibung des Verhaltens von natürlichem Zirkon mit sehr geringen Konzentrationen von Uran und Thorium. Es ist daher nicht überraschend, dass die gemessenen Verhältnisse von 206Pb/207Pb den Vorhersagen nicht entsprachen. Noch einmal hat Gentry das falsche prädiktive Modell verwendet.

Eine 1997 durchgeführten Studie von Lee und anderen hat direkt die Diffusion von Uran, Thorium und Blei aus natürlichen Zirkonkristallen unter sorgfältig kontrollierten Laborbedingungen gemessen. Ihre Ergebnisse zeigten, dass bei Temperaturen von etwa 1.100° C Blei etwa vier Größenordnungen schneller diffundiert als Uran oder Thorium. Sie zeigten auch, dass die Schließungstemperatur für Zirkon höher als 900° C ist. Das bedeutet, dass bei Temperaturen im von Gentry et al., 1982, evaluierten Bereich kaum bis keine Bleidiffusion zu erwarten wäre – genau das, was gemessen wurde.

Keiner bestreitet, dass die Diffusion von Tochterisotopen während der natürlichen Geschichte eines Gesteinskörpers stattfinden kann und tatsächlich stattfindet. Aus diesem Grund haben Geochronologen die Concordia-Discordia-Methode zur Analyse von Uran-Blei-Isotopenverhältnissen und die Blei-Blei-Isochronen-Methode zur Altersdatierung entwickelt. Die Concordia-Discordia-Methode ermöglicht nicht nur eine Einschätzung des Grades des radiogenen Bleiverlusts, sondern kann auch verwendet werden, um festzustellen, wann die Hauptperiode des Bleiverlusts stattfand. Die Blei-Blei-Isochronen-Methode kompensiert durch den Vergleich der Menge an radiogenen Bleitöchtern mit dem nicht-radiogenen Bleikomponenten einer Probe auch die Möglichkeit eines radiogenen Bleiverlusts über die Zeit. Es gibt mehrere gute Texte zur radiometrischen Datierung, die diese Techniken im Detail erklären (z. B. Dalrymple, 1991).

Gentry präsentiert ein ähnliches „Modell" zur Heliumretention in Granitgesteinen (erinnern Sie sich, ein Heliumatom ist identisch mit einem Alpha-Teilchen, das durch radioaktiven Zerfall entsteht). Laut diesem Modell sollte Helium, ein Gas, schnell aus einer Kristallstruktur diffundieren. Daher wird angenommen, dass Gesteine ein junges Alter haben, wenn Heliumretentionswerte gemessen werden, die höher sind als vorhergesagt. Diesmal ist jedoch das Modell zweifelhaft. In der Realität ist die Retention von Helium in Zirkonen nicht unerwartet. Sobald Uran mit seinen Tochterprodukten im Gleichgewicht ist (ungefähr 1 Million Jahre), nimmt die Heliumproduktion einen stationären Zustand an. Zu diesem Zeitpunkt wird die Heliumretention/-verluste höchstwahrscheinlich allein durch die Temperatur gesteuert – im Einklang mit Gentrys eigenen Messungen. Ein besserer Test wäre, den Heliumgehalt von Zirkonen aus verschiedenen Graniten unterschiedlichen Alters und Proben Tiefen zu bestimmen, um zu sehen, welche Muster entstehen.

Zusammenfassung/Schlussfolgerungen

Gentrys Polonium-Halo-Hypothese für eine junge Erde scheitert bei allen Tests oder ist für alle Tests unentscheidend. Gentrys gesamte These basiert auf einer Kumulation von Annahmen. Er ist nicht in der Lage nachzuweisen, dass konzentrische Halos in Glimmer ausschließlich durch Alpha-Teilchen verursacht werden, die aus dem Zerfall von Polonium-Isotopen resultieren. Seine Proben stammen nicht aus „primordialen" Stücken der ursprünglichen Erdkruste, sondern von Gesteinen, die stark umgearbeitet wurden. Schließlich kann seine Hypothese die vielen alternativen Beweislinien nicht berücksichtigen, die auf ein hohes Alter der Erde hinweisen. Gentry rationalisiert jeden Beweis, der seiner Hypothese widerspricht, indem er drei „Singularitäten" – einmal göttliche Eingriffe – in den vergangenen 6000 Jahren vorschlägt. Natürlich fallen übernatürliche Ereignisse und Prozesse außerhalb des Bereichs wissenschaftlicher Untersuchungen. Wie bei der Idee variabler radioaktiver Zerfallsraten, sobald Gentry den Bereich der physikalischen Gesetze verlässt, verlieren seine Argumente jegliche wissenschaftliche Nützlichkeit. Wenn göttliche Handlung notwendig ist, um die Halo-Hypothese in ein konsistentes Modell der Erdgeschichte einzupassen, warum verschwenden wir dann all diese Zeit damit, über die Entstehung der Halos basierend auf der aktuellen wissenschaftlichen Theorie zu streiten? Hier brechen die meisten kreationistischen Argumente zusammen, wenn sie versuchen, die Sprache und das Gepräge der Wissenschaft anzunehmen. Versuche, eine religiöse Prämisse zu beweisen, sind selbst ein Akt des Glaubens, nicht der Wissenschaft.

Am Ende ist Gentrys jung-Erde-Vorschlag, der auf jahrelangen Messungen von Verfärbungshalos basiert, nichts anderes als eine High-Tech-Version des kreationistischen „Omphalos"-Arguments. Dies ist die These des späten 19. Jahrhunderts, wonach Gott die Erde vor genau 6.000 Jahren gemäß der Genesis erschaffen hat, aber alles so aussehen ließ, als wäre es alt. Leider haben sich aufgrund dessen, dass Gentry seine ursprüngliche Arbeit zu Halos in renommierten wissenschaftlichen Zeitschriften veröffentlicht hat, in einer Reihe von grundlegenden Geologie- und Mineralogie-Lehrbüchern noch immer die Aussage, dass mikroskopische Verfärbungshalos in Glimmer das Ergebnis von Poloniumzerfall sind.

Footnote: Omphalos bedeutet Nabel und ist der Titel eines Buches von Phillip Grosse. Er argumentierte, dass Gott Adam und Eva mit Nabeln erschuf, obwohl diese sich in einer Gebärmutter noch nicht entwickelt hatten.

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