CD015: Helium-Diffusion aus Zirkonen

Behauptung CD015:

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1. Unterirdische Druck- und Temperaturbedingungen beeinflussen, wie schnell Helium aus Zirkonen diffundiert. D. R. Humphreys et al. wählten eine Gesteinskernprobe vom Standort Fenton Hill aus, die das Los Alamos National Laboratory in den 1970er Jahren zur geothermischen Energieerzeugung evaluierte. Das Gebiet liegt nur wenige Kilometer von der Valles-Kaldera entfernt, die mehrere Phasen von Verwerfungen und Vulkanismus durchlaufen hat. Die Gesteine des Fenton-Hill-Kerns sind zerklüftet, brekziiert und von hydrothermalen Adern durchdrungen. In den Gesteinen der Valles-Kaldera ist überschüssiges Helium vorhanden (Goff und Gardner 1994). Das Helium könnte den Gneis kontaminiert haben, den Humphreys et al. untersuchten. Kurz gesagt, die gesamte Region hat eine sehr komplexe thermische Geschichte hinter sich. Basierend auf Erfahrungen aus der Ölindustrie ist es im Wesentlichen unmöglich, genaue Aussagen über die Helium-Diffusionsgeschichte eines solchen Systems zu treffen.
   
   
2. Wissenschaftliche Studien, insbesondere solche mit radikalen Implikationen, bedeuten wenig, bis die Ergebnisse von anderen repliziert wurden. Viele wissenschaftliche Behauptungen sind verschwunden, als andere nicht dieselben Ergebnisse erzielen konnten. Das Vertrauen in diese bestimmte Publikation wird durch bestimmte Punkte geschwächt:
   • Die meisten Messfehler und Variabilitäten werden nicht berichtet. Daher wissen wir nicht, wie genau die Ergebnisse sind.
   • Humphreys et al. behaupteten, sie hätten Zirkone und Biotite aus Tiefen von 750 und 1.490 Metern im Jemez-Granodiorit untersucht. Sasada (1989) zeigte jedoch, dass die Proben bei diesen Tiefen aus einem Gneis stammten, einer völlig anderen Gesteinsart.
   • Aufgrund von mathematischen Fehlern sind die Q/Q₀-Werte (Anteil des zurückgehaltenen Heliums), die von Humphreys et al. verwendet wurden, um ihre Altersdaten abzuleiten, zu hoch.
   • Humphreys et al. (2003) haben ihre Daten in Anhang C nicht korrekt summiert, was bedeutet, dass sie die Gesamtmenge des von ihren 750 Meter tiefen Zirkonen freigesetzten Heliums massiv unterschätzt haben. Die Heliummenge in den Zirkonen übersteigt bei weitem die Menge, die von der radioaktiven Zerfallsrate von Uran über 1,5 Milliarden Jahre erwartet würde. Die hohe Heliumkonzentration könnte auf Proben zurückzuführen sein, die abnorm viel Uran enthielten, und/oder auf das Vorhandensein von überschüssigem Helium.
   • Es wird viel über die Tatsache gemacht, dass Probe fünf und sechs die gleiche Menge Helium zurückhielten, obwohl die Mengen wahrscheinlich an der Grenze dessen liegen, was gemessen werden kann. Die Möglichkeit, dass Messfehler die Ergebnisse erklären, wird nie erwähnt.
   • Wenn man Probe fünf, die wahrscheinlich an der Grenze der messbaren Präzision liegt, ausschließt, stützen sich die Schlussfolgerungen von Humphreys et al. (2004) nur auf drei Proben. Ein so kleines Datensatz kann die Grundlage für weitere Forschung sein, aber nicht für das Ziehen fester Schlussfolgerungen.
   • Humphreys et al. (2003, Anmerkung 9) verwiesen auf die Korrektur von „offensichtlichen Tippfehlern" in den Rohdaten, was den Verdacht auf die Gültigkeit aller Daten wirft.
   
   Die Heliumergebnisse könnten leicht auf eine abnormale Probe zurückzuführen sein. Sie könnten ein Artefakt der experimentellen oder Sammelmethode sein (z. B. Defekte in den Zirkonen, verursacht durch schnelles Abkühlen) oder einfach nur auf grobe Fahrlässigkeit zurückzuführen. Wir können das nicht sicher wissen, bis andere sich ebenfalls mit dem Thema beschäftigt haben.
   
   
3. Die Erzeugung von einer Milliarde Jahren radioaktiven Zerfalls in einer „Schöpfungswoch" oder einem einjährigen Überflutungsereignis hätte ebenso eine Milliarde Jahre wertige Wärme aus dem radioaktiven Zerfall erzeugt. Dies hätte die Erde im Wesentlichen verdampft. Da die Erde offensichtlich nicht kürzlich verdampft wurde, können wir sicher sein, dass der beschleunigte Zerfall nicht stattgefunden hat. (Humphreys erkennt dieses „Wärmeproblem" an, ist aber derzeit nicht in der Lage, eine Lösung anzubieten.)
   
   
4. Wenn Heliumkonzentrationen in der Nähe der Gesteine hoch bleiben, ist es möglich, dass Helium in Hohlräume und Risse in den Zirkonen diffundiert, oder zumindest könnten hohe Heliumdrücke die Rate verringern, mit der Helium diffundiert. Beide Szenarien würden die Helium-Diffusionsberechnungen in Humphreys et al. (2003, 2004) ungültig machen. Heliumkonzentrationen innerhalb der Erde werden hoch genug für den kommerziellen Abbau. Die von Humphreys et al. gemessene Probe stammt aus einem Gebiet, das wahrscheinlich heliumangereichert ist. Heliumvorkommen sind in New Mexico üblich, und überschüssiges Helium wurde nur wenige Meilen entfernt von dort, wo die Probe entnommen wurde, gefunden (Goff und Gardner 1994). Um das Vorhandensein von überschüssigem Helium in ihren Zirkonen zu testen, sollten Humphreys et al. nach ³He suchen.
   
   
5. Uran zerfällt nicht direkt zu Blei; stattdessen erfolgt es über eine Reihe von mehreren Zwischenradioelementen (Faure 1986, 284-287). Es dauert etwa zehn Halbwertszeiten des langlebigsten Zwischenprodukts, um ein sekuläres Gleichgewicht zu erreichen (d. h., jedes Zwischenprodukt hat die gleiche Aktivität). Die Uran-Zerfallsreihe enthält Elemente mit Halbwertszeiten, die weit über 10.000 Jahre liegen. Wenn sich die Zerfallsraten plötzlich änderten, würden wir nicht erwarten, dass die verschiedenen Elemente in einem sekulären Gleichgewicht sind. Humphreys et al. sollten dies in ihren Zirkonen testen. Andere Uranerze befinden sich im sekulären Gleichgewicht, was auf eine konstante Zerfallsrate für mindestens die letzten zwei Millionen Jahre hinweist.

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