Das ICR (Institute for Creation Research) hat kürzlich acht Jahre mit einem Projekt namens RATE (Radioisotopes and the Age of The Earth) verbracht. Das RATE-Team behauptet, die Ergebnisse hätten überzeugende und unwiderlegbare wissenschaftliche Belege für eine junge Erde geliefert.

John Baumgardner, ein Geophysiker mit Fachwissen in tektonischer Modellierung, präsentiert experimentelle Daten, die zeigen sollen, dass sämtliches biologisches Material intrinsischen Radiokohlenstoff enthält, unabhängig davon, wie alt dieses Material sein mag [1, 2]. Er behauptet zusätzlich, dass sogar nicht-biologisches kohlenstoffhaltiges Material intrinsischen Radiokohlenstoff enthält. Er vermutet, dieser Radiokohlenstoff sei als Restbestandteil aus der Erschaffung des Materials vorhanden. Wenn das zuträfe, hätte das weitreichende Folgen für die Altersbestimmung dieser Materialien.

Baumgardner stellt zwei Datensätze vor. Der erste ist eine Sammlung von 90 zuvor veröffentlichten Radiokohlenstoff-AMS-Datierungen alter Proben (meist >100.000 Jahre), die er erneut analysiert hat. Der zweite ist eine Sammlung neuer Proben, die das RATE-Team gesammelt und einem führenden Radiokohlenstoff-AMS-Labor zugesandt hat, um sie datieren zu lassen. In beiden Fällen bin ich überzeugt, dass das „intrinsische Radiokohlenstoff“ nichts anderes ist als Verunreinigung und Instrumentenhintergrund.

Moderne Radiokohlenstoff-Datierung

Neue Methoden erlauben kleinere Proben

Willard Libby entdeckte die Radiokohlenstoff-Datierung in den späten 1940er-Jahren. Er erhielt 1960 dafür den Nobelpreis für Chemie. Die Methode ergibt sich daraus, dass Radiokohlenstoff in der oberen Atmosphäre durch kosmische Strahlung kontinuierlich produziert und gleichzeitig ständig zerfällt, sodass die atmosphärische Konzentration ein relativ stabiles Gleichgewicht erreicht hat. Pflanzen stehen über die Atmung im Gleichgewicht mit atmosphärischem Radiokohlenstoff. Dieses Gleichgewicht setzt sich durch Pflanzen zu Pflanzenfressern und durch sie zu Fleischfressern fort. Nach dem Tod eines Organismus tauscht dessen Kohlenstoff den Austausch mit atmosphärischem Kohlenstoff nicht mehr aus, zerfällt aber mit einer Halbwertszeit von etwa 5730 Jahren weiter. Daher kann die Messung der Radiokohlenstoffkonzentration die Zeit liefern, zu der das Organismus starb.

Frühere Messungen wurden durch das Zählen von Betateilchen (hochenergetischen Elektronen), die beim Radiokohlenstoffzerfall freigesetzt werden, durchgeführt. Die Altersgrenze lag bei etwa 30.000 Jahren, sowohl wegen schlechter Statistik durch niedrige Zerfallsraten als auch wegen kosmischer Strahlen als Hintergrund.

Richard Muller schlug 1976 eine neue Messtechnik vor, die er „Beschleuniger-Massenspektrometrie“ (AMS) nannte [3]. Muller schlug vor, Teilchenbeschleuniger zu nutzen, um die Atome zu trennen und die Radiokohlenstoffatome direkt zu zählen, statt auf ihren Zerfall zu warten. Man hoffte, dass dies eine Datierung deutlich kleinerer und vielleicht deutlich älterer Proben ermöglichen würde. Diese Methode hat in der Tat die Verwendung viel kleinerer Proben erlaubt und ist zur dominierenden Methode der Radiokohlenstoff-Datierung geworden. Allerdings ist die ursprüngliche Erwartung von Hintergrundgrenzen bei 100.000 Jahren „nicht realisiert worden, weil eine Vielzahl von Probenaufbereitungs- und instrumentenbedingten experimentellen Einschränkungen“ bestand [4].

Die meisten Radiokohlenstoff-AMS-Labors verarbeiten Proben mit einer Variante der von Vogel beschriebenen Methode [5], wobei Apparatur und Verfahren typischerweise für Proben mit etwa 1 mg Kohlenstoff optimiert sind. Obwohl Proben mit weniger als 0,01 mg Kohlenstoff erfolgreich datiert wurden, beginnt die Messgenauigkeit unter etwa 0,1 mg Kohlenstoff wegen Zählstatistiken zu sinken. Die maximal zulässige Probenmasse beträgt typischerweise etwa 10 mg Kohlenstoff. Größere Proben erzeugen in den in dem Prozess verwendeten versiegelten Röhren zu hohen CO₂-Druck, was zu Röhrenexplosionen und Probenverlust führt. Deshalb werden selbst wenn größere Proben wie die „etwa 100 mg“ von RATE [6] einem AMS-Labor zugesandt werden, in Wirklichkeit nur etwa 1 mg Kohlenstoff tatsächlich analysiert. Baumgardner bezeichnet eine 1-mg-Probe als „winzig“ [6], die in AMS-Labors jedoch im Allgemeinen als „groß“ gilt [z. B. 5, 7, 8], mit ausreichend Kohlenstoff, um etwa einen Tag lang eine Ionenquellenstromversorgung zu liefern. Die meisten Labors bevorzugen Proben von mehr als 1 mg, um Verluste bei der Reinigung zuzulassen und zusätzliches Material verfügbar zu haben, falls erforderlich.

Verunreinigung und Hintergrund variieren erheblich

Die moderne Radiokohlenstoff-Datierung mittels AMS ist ein komplexer Prozess mit zahlreichen potenziellen Kontaminationsquellen, die charakterisiert werden müssen. Eine typische Probe muss zunächst mechanisch und chemisch gereinigt werden, dann durch Verbrennung (für organische Proben) oder Säurehydrolyse (für Carbonate) in CO₂ umgewandelt und anschließend chemisch zu Graphit reduziert [9, 10]. Bei manchen Proben ist der Prozess noch komplexer und umfasst die Vortrennung organischer Fraktionen von den leichter zu verunreinigenden anorganischen Fraktionen (z. B. die Datierung von nur Zellulose aus Holz oder nur Kollagen aus Knochen) [11]. Jeder Schritt kann eine geringe Menge an moderner Kohlenstoffverunreinigung einbringen. Mehr Verarbeitung bedeutet tendenziell mehr Verunreinigung. Darüber hinaus führt das Instrument selbst immer zu einem Hintergrund, wie bei den meisten hochsensitiven analytischen Instrumenten [4]. Eine Probe, die absolut keinen Radiokohlenstoff enthält, liefert trotzdem noch eine nichtnull Messung aufgrund dieser Beiträge.

Verunreinigung und Instrumentenhintergrund werden manchmal gemeinsam als „Gesamthintergrund“ bezeichnet. Taylor und Southon haben sechs allgemeine Typen des Gesamthintergrunds charakterisiert, von denen jeder mehrere spezifische Quellen hat [4]. Für unsere Zwecke fassen wir diese Beiträge in drei allgemeine Klassen von Verunreinigung und Hintergrund zusammen:

1. Verunreinigung der Probe vor Erreichen des Testlabors (primär In-situ-Verunreinigung, aber auch bei Sammlung oder Lagerung)
2. Laborverunreinigung vor dem Einbringen in den Beschleuniger (Handhabung, Probenchemie usw.)
3. Instrumentenhintergrund, einschließlich Probenverunreinigung im AMS-Beschleunigersystem

Der erste Beitrag führt oft zu positionsabhängigen Schwankungen des Radiokohlenstoffgehalts innerhalb der Probe und ist daher oft durch Messungen mehrerer Teilstücke derselben Probe erkennbar. Die Menge der Verunreinigung ist jedoch im Allgemeinen nicht quantifizierbar. Eine alte Probe mit in situ-Verunreinigung kann im Allgemeinen kein genaues Datum liefern.

Der zweite Beitrag, die Laborverunreinigung, geht im Wesentlichen auf die Probenchemie zurück (Vorbearbeitung, Hydrolyse oder Verbrennung zu CO₂ und Reduktion zu Graphit), die in der Regel eine kleine Menge modernen Kohlenstoffs einbringt, typischerweise mindestens 1 Mikrogramm [8, 12, 13, 14]. Dadurch würde eine 1-mg-Probe unendlich alten Kohlenstoffs vor Hintergrundabzug mindestens 0,1 pMC (Prozent modernes Kohlenstoffäquivalent) messen. Mindestens ein Labor berichtet von 0,08 pMC als Probenchemie-Verunreinigung (ohne chemische Vorbehandlung, die einen signifikanten Beitrag leisten kann), doch dieser Wert gelte „nicht notwendigerweise für andere Labore“ [15]. Unterschiedliche Probenchemie-Techniken, Verarbeitungseinrichtungen und Abweichungen zwischen Chemikalienchargen können zu deutlich höheren Verunreinigungen durch Probenchemie führen.

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

1. „Gedächtnis“ der Ionenquelle aus früheren Proben, bedingt durch Radiokohlenstoff, der an die Wände der Ionenquelle haftet, thermisch desorbiert und anschließend an eine andere Probe haftet
2. Hintergrund des Massenspektrometers, nicht-radiokohlenstoffhaltige Ionen, die als Radiokohlenstoff fehlidentifiziert werden, manchmal durch unerwartete Mechanismen [16]
3. Detektorhintergrund, einschließlich kosmischer Strahlung und elektronischem Rauschen

Baumgardner behauptet, dass der Instrumentenhintergrund „regelmäßig und verlässlich getestet wird, indem das System mit leerem Aluminium-Probenhalter betrieben wird“, [6] doch diese Technik unterschätzt den tatsächlichen Beitrag des Instrumentenhintergrunds und liefert nur eine Untergrenze. Genauer gesagt unterschätzt sie sowohl das Ionenquellen-Gedächtnis als auch den Massenspektrometerhintergrund. Selbst mit dieser Unterschätzung wirkt Baumgardners Behauptung von rund „0,0005 pMC“ [6] mittels dieser Technik unangemessen niedrig, da das IsoTrace-Laboratory „ungefähr 0,0025 pMC“ gemessen hat [15].

Oberflächenabhängige „Haftungskoeffizienten“ sind ein bekanntes Problem beim Design von Ionenquellen. Neuere Tests legen nahe, dass dieser Effekt – nicht überraschend – auch auf die Probenoberfläche selbst zutrifft und dadurch das Ionenquellen-Gedächtnis probenoberflächenabhängig wird, bedingt durch unterschiedliche Haftungskoeffizienten für kohlenstoffhaltige Moleküle in der Ionenquelle. Bei Tests am UCI-AMS-System ergab Graphit Instrumentenhintergründe von 0,020 bis 0,035 pMC, während natürlicher Diamant 0,005 bis 0,02 pMC lieferte [4]. Unterschiede in Ionenquellen, Strahlengang-Komponenten, Trennverfahren für Massen und Detektoren führen dazu, dass sich der Instrumentenhintergrund zwischen Laboren erheblich unterscheidet.

Laborverunreinigung und Instrumentenhintergrund können auch im Zeitverlauf in einem einzelnen Labor variieren. Viele unerwartete Quellen können zusätzliche Verunreinigungen einführen. Daher sind häufige Charakterisierungen des Messhintergrunds notwendig. Der unkomplizierteste Ansatz besteht darin, „radiokohlenstofffreies“ Material zu beschaffen, das dem Unbekannten ähnlich ist, es identisch wie die unbekannte Probe zu verarbeiten und dessen Radiokohlenstoffgehalt als vom Messprozess zu subtrahierenden Hintergrund zu verwenden. Die meisten Labors fügen zu jedem Probenpaket solche „Verfahrens-Nullproben“ bei, um eine genaue und zeitgleiche Abbildung des wahren Hintergrunds zu erhalten. Einige Labors können stattdessen ein „Standardhintergrund“-Schema statt parallel verarbeiteter „radiokohlenstofffreier“ Proben verwenden, aber dieser Ansatz ist mit etwas Risiko verbunden und daher unüblich.

AMS-Labors konnten durch jahrelange Sorgfalt viele Verunreinigungsquellen erkennen und reduzieren. Die verbleibenden Mengen an Laborverunreinigungen und Instrumentenhintergrund variieren zwischen den Laboren, sind jedoch durch häufige Verwendung von Verfahrens-Nullproben gut charakterisiert. Häufige Intervergleiche zwischen AMS-Labors belegen die Wirksamkeit dieses Ansatzes. Beispielsweise enthielt der Vierte Internationale Radiokohlenstoff-Intervergleich (FIRI) identische Proben von sehr altem Holz mit einem Radiokohlenstoffgehalt von etwa 0,2 pMC, entsprechend etwa 50.000 Jahren BP (vor der Gegenwart). Der Mittelwert, gemessen von über 30 AMS-Labors, betrug 0,27 +/- 0.05 pMC für die Kauri-Holzprobe A und 0,24 +/- 0,04 pMC für die Kauri-Holzprobe B [17]. Diese geringen Schwankungen zeigen eine sehr gute Konsistenz zwischen den Laboren trotz des Vorhandenseins von Laborverunreinigungen und Instrumentenhintergrund.

Interessanterweise fand keines dieser Labors, dass eine der beiden Kauri-Holzproben auf oder unter den Messhintergrundwerten lag. Diese Tatsache widerspricht Baumgardners Behauptung, dass „die meisten kommerziellen Labors“ einen „hohen „Standardhintergrund“ auf die Proben anwenden“, der so hoch wie 0,8 pMC sein kann, wodurch sie ein „unendliches“ AMS-Datum melden und so die „unangenehme Schwierigkeit der Erklärung“ von nicht-null Radiokohlenstoffspuren für angeblich radiokohlenstofffreie Proben vermeiden können [6].

Analyse von RATE-Behauptungen

Bisher veröffentlichte Daten: Probenaufbereitung beeinflusst die Ergebnisse

Baumgardners erster Datensatz ist eine Sammlung von 90 zuvor veröffentlichten Radiokohlenstoff-AMS-Datierungen. Er hat diese für eine Neuauswertung in zwei Gruppen eingeteilt: 34 präkambrische geologische Proben und 40 phanerozoische biologische Proben. Die übrigen Proben, darunter Marmore unklarer Herkunft und einige nachbehandelte Proben, wurden nicht erneut analysiert.

Die präkambrische geologische Teilmenge, die Baumgardner analysierte, hat einen mittleren Radiokohlenstoffgehalt von 0,06 pMC. Die phanerozoischen biologischen Proben haben einen mittleren Radiokohlenstoffgehalt von 0,29 pMC, etwa fünfmal so hoch wie die geologischen Proben. Baumgardner schließt aus diesem „uneingeschränkt höheren Mittelwert“ „organische Proben aus allen Schichten im phanerozoischen Teil des geologischen Berichts ... zeigen signifikante und reproduzierbare Mengen von ¹⁴C“ [1]. auf.

Baumgardner vermerkt nicht, dass fast alle dieser geologischen Proben tatsächlich geologischer Graphit sind und daher nicht die Probenchemie durchliefen, die für die biologischen Proben erforderlich ist. (Geologischer Graphit erfordert typischerweise nur eine mechanische Oberflächenreinigung ohne chemische Bearbeitung.) Dieses Auslassen ist entscheidend, weil Baumgardner auf der Basis der niedrigeren Ergebnisse der geologischen Proben Beweise für erhöhten intrinsischen Radiokohlenstoff in biologischen Proben behauptet.

Baumgardner lässt außerdem zwei wichtige geologische Graphitproben aus seiner Auswertung weg, nämlich die Einträge 21 und 40 in seiner Tabelle 1 [1]. Diese Proben waren identisch zu zwei natürlichen Graphitproben, den Einträgen 62 und 79, wurden aber im Labor unter derselben Chemie wie bei biologischen Proben verbrannt und regraphitiert. Dieses Verfahren lieferte kontrollierte Charakterisierungen der Verunreinigung durch Probenchemie, die jeweils 0,25 und 0,14 pMC hinzufügte [18, 19]. Eintrag #10 in Baumgardners Tabelle 1 vergleicht Radiokohlenstoff-AMS mit Radiokohlenstoff-Zerfallzählung und zeigt einen ungefähren Kontaminationslevel von 0,4 pMC für AMS durch Probenchemie [20]. Diese Tests verwendeten identische Materialien mit und ohne Probenchemie, ohne auf Annahmen zurückzugreifen, dass eines der Materialien „radiokohlenstofffrei“ sei, und zeigten, dass die Probenchemie Werte im Bereich der phanerozoischen biologischen Proben erzeugt.

Viele von Baumgardners Referenzen berichten Charakterisierungen verschiedener Kontaminationsquellen mit 0,1 bis 0,7 pMC durch Probenchemie (stark abhängig von Probenmasse und Verfahren). Dieser Bereich entspricht im Wesentlichen dem seiner biologischen Proben. Der Höchstwert von 0,7 pMC stammt aus einer älteren Probenchemie-Prozedur und könnte etwas überschätzt sein [20]. Baumgardners biologisches Probenbeispiel #10, das oben erwähnt wurde, stammt aus dieser Referenz und liegt klar innerhalb dieses Probenchemiehintergrunds. Jull et al charakterisieren einen Gesamthintergrund von 0,58 pMC, wobei etwa 0,5 pMC der Probenchemie zugeschrieben werden, und Baumgardners biologisches Probenbeispiel #8 aus derselben Referenz ist mit dieser Verunreinigung vereinbar [21]. Somit ist der Hauptunterschied, den Baumgardner zwischen geologischen und biologischen Proben sieht, die durch die Probenchemie eingeführte Verunreinigung.

Während diese Schlussfolgerung die höheren Werte für die biologischen Proben im Allgemeinen erklärt, erfasst sie nicht alle Details. Einige biologische Proben zeigen doch Radiokohlenstoffwerte, die durch Probenchemie nicht erklärbar sind. Diese Proben sind überwiegend Kohlen und biologische Carbonate, beide sind anfällig für in situ-Kontamination.

Kohle ist für Verunreinigungen berüchtigt [22]. Uran tritt oft in oder nahe Kohle auf und setzt Neutronen frei, die aus Stickstoff Radiokohlenstoff in der Kohle erzeugen. Mobile Huminsäuren sind fast immer vorhanden und können neueren Kohlenstoff in die Kohle transportieren. Mikrobielles Wachstum kann modernen Kohlenstoff aus Grundwasser während in situ und aus der Luft nach der Probenentnahme aufnehmen. Kohle kann nach der Entnahme leicht atmosphärisches CO₂ adsorbieren.

Carbonate zeigen oft anomale Radiokohlenstoffwerte und können durch Adsorption von atmosphärischem CO₂ verunreinigt werden [23]. Nadeau et al beschreiben Anomalien bei marinen Carbonaten, d. h. Schalen und Foraminiferen, und schlagen vor, dass „die Kristallstruktur des Karbonats in den Schalen ... zu einem späteren Zeitpunkt Atome aus der sie umgebenden Umgebung [sic] während des Aushärtungsprozesses aufnehmen kann“ [24]. Ein ähnlicher Kontaminationsmechanismus tritt in Knochen auf, wo Carbonate „in die Knochenmatrix durch chemischen Austausch und/oder durch Auflösung und Wiederfällung aus dem Grundwasser- und Bodenmilieu transportiert werden können“ und bei denen Knochenkollagen deutlich zuverlässigere Daten liefert als Knochenkohlenstoffe [25]. Diese Anomalien sind jedoch spezifisch für Carbonate und gelten nicht für andere Materialien, etwa Holz. Die meisten Holzproben sowie einige Kohle- und Carbonatproben in Baumgardners Tabelle 1 zeigen Radiokohlenstoffwerte, die mit Probenchemie konsistent sind und somit keine Hinweise auf intrinsischen Radiokohlenstoff liefern.

Baumgardner stellt fest, dass „die Variation des ¹⁴C-Gehalts bei den phanerozoischen Proben groß“ ist mit +/- 0,16 pMC [1]. Er vermutet, diese sei durch Schwankungen durch in situ-Radiokohlenstoffverunreinigung verursacht, bedingt durch „beschleunigten Kernzerfall“ des umgebenden Materials. Ich stimme zu, dass diese großen Variationen Verunreinigungen nahelegen, aber der Hauptbeitrag scheint die Verunreinigung durch Probenchemie zu sein, nicht in situ-Kontamination.

Baumgardner schließt ferner, dass die geologischen Proben Belege für intrinsischen Radiokohlenstoff oberhalb des Instrumentenhintergrunds liefern. Deren Radiokohlenstoffgehalt von 0,06 +/- 0,03 pMC stimmt jedoch gut mit den Instrumentenhintergründen überein, die in vielen von Baumgardners Referenzen charakterisiert wurden. Man könnte ihm wohl einen zirkulären Schluss vorwerfen, da Instrumentenhintergründe oft durch Messung geologischen Graphits bestimmt werden, der als „radiokohlenstofffrei“ angenommen wird. Gleichwohl ist es jedoch unangemessen, einen sehr niedrigen Wert aus einem Labor auf Daten aller anderen Labore anzuwenden, wie Baumgardner es tut. Jedes AMS-Instrument hat einen eigenen Hintergrund, der individuell bestimmt werden muss.

Weitere Hinweise gegen intrinsischen Radiokohlenstoff ergeben sich aus multilitonalen Intervergleichen. In dem schon genannten FIRI war der Mittelwert des alten Holzes, gemessen von über 30 AMS-Labors, 0,27 +/- 0,05 pMC für die Kauri-Holzprobe A und 0,24 +/- 0,04 pMC für die Kauri-Holzprobe B [17]. Diese geringen Variationen zeigen eine sehr gute Übereinstimmung zwischen Laboren. Jedes Labor verwendete separate Verfahrens-Nullproben, um den Gesamthintergrund zu charakterisieren und zu subtrahieren. Wenn die Leerproben wirklich intrinsischen Radiokohlenstoff enthielten, hätte die Subtraktion ihre Ergebnisse in unterschiedlichem Maß verzerrt und zu größeren Schwankungen geführt, wie sie in den phanerozoischen biologischen Proben mit +/-0,16 pMC zu sehen sind.

Neue Daten von RATE

Baumgardners zweiter Datensatz besteht aus Proben, die das RATE-Team gesammelt und zur Analyse einem führenden Radiokohlenstoff-AMS-Labor zugesandt hat, darunter zehn Kohleproben und eine Anzahl von Diamantproben [1]. Messungen beider Materialien zeigen große Variationen, was auf Verunreinigung hindeutet.

Kohle

Baumgardner behauptet, seine Kohlergebnisse von 0,25 +/- 0,11 pMC „liegen gut im Bereich ähnlicher Analysen aus der Radiokohlenstoffliteratur“. Diese Behauptung ist irreführend. Baumgardners Kohlergebnisse enthalten bereits den Hintergrundabzug, während die Literaturwerte im Allgemeinen Rohwerte sind und als Messhintergrund behandelt werden [1]. Anders als die Literaturwerte zeigen Baumgardners Kohleproben doch signifikante Radiokohlenstoffmengen oberhalb des Hintergrunds, was eine Erklärung einlädt. Die Messungen zeigen zudem relativ große Variationen, was auf Verunreinigung hindeutet.

Der Experte, der die RATE-Proben vorbereitet und gemessen hat, vermutet, dass die Kohleproben bereits verunreinigt waren, bevor sie sein Labor erreichten, wahrscheinlich in situ. Wie bereits erwähnt, wird Kohle sowohl in situ als auch nach der Entnahme leicht verunreinigt. Obwohl Vorkehrungen getroffen wurden, könnten die Kohleproben auch während der Lagerung im Geologielabor-Kühlschrank einer DOE-Labors verunreinigt worden sein [1]. Geologielabore weisen häufig erhöhte Radiokohlenstoffwerte auf, bedingt durch Tracer-Studien, Neutronenaktivierungsstudien und Staub von uranführenden Gesteinen. Kohlenstoff ist hochmobil und Verunreinigungen können sich im gesamten Labor verbreiten und über Jahrzehnte persistieren [26].

Mit äußerster Sorgfalt und isotopischer Anreicherungstechnik wurde Anthrazitkohlenstoff mit einem scheinbaren Alter von mehr als 75.000 Jahren (<0,01 pMC) gemessen, unterhalb der Nachweisgrenze des Verfahrens [27]. Somit gibt es Kohlen, die keine Hinweise auf intrinsischen Radiokohlenstoff liefern.

Diamant

Diamant ist schwer zu verbrennen. Die RATE-Proben scheinen eine Modifikation des normalen Verfahrens erfordert zu haben [1], vermutlich höhere Verbrennungstemperaturen und längere Verbrennungszeiten, was vermutlich die Probenchemie-Verunreinigung erhöht hat. Die Proben sollen aufgeraunt gewesen sein und möglicherweise vorangegangenen Analysen sowie unbekannter Verunreinigung ausgesetzt gewesen sein. Dennoch hatten die fünf Tiefbaudarrr-Diamanten von RATE Radiokohlenstoffwerte, die nur geringfügig über dem Hintergrund lagen (0,01 bis 0,07 pMC nach Hintergrundabzug), während die sieben Alluvialproben 0,03 bis 0,31 pMC nach Hintergrundabzug aufwiesen.

Im Anschluss setzte das RATE-Team Diamant direkt in eine Ionenquelle ein, wodurch die Probenchemie entfiel, und maß deutlich niedrigere Radiokohlenstoffwerte, „zwischen 0,008 und 0,022 pMC mit einem Mittelwert von 0,014 pMC“, offenbar ohne Hintergrundabzug [6]. Dieser deutlich niedrigere Wert für unbehandelte Diamanten ist ein starkes Indiz dafür, dass die behandelten Diamantproben verunreinigt waren, höchstwahrscheinlich durch die modifizierte Probenchemie.

Taylor und Southon haben ebenfalls unbehandelte Diamanten gemessen und einen ähnlichen Bereich von 0,005 bis 0,03 pMC ohne Hintergrundabzug gefunden. Sie interpretieren dieses Ergebnis als ihren Instrumentenhintergrund, der vor allem auf Ionenquellen-Gedächtnis zurückgeht. Ihr Ionenquellenstrom variierte unbeabsichtigt um etwa den Faktor zwei, vielleicht wegen Kristallflächenorientierung oder Leitfähigkeitsunterschieden zwischen Proben. „Die ältesten ¹⁴C-Altersäquivalente wurden an natürlichen Diamanten gemessen, die die höchsten Stromausbeuten aufwiesen“ [4]. Diese wichtige Beobachtung liefert Hinweise zur Quelle des Radiokohlenstoffs.

Wäre der Radiokohlenstoff intrinsisch für die Probe, wäre keine Änderung des Radiokohlenstoff-Verhältnisses mit dem Probenstrom zu erwarten. Das ¹⁴C, ¹³C und ¹²C würden gemeinsam variieren. Wenn der Radiokohlenstoff jedoch aus dem Ionenquellen-Gedächtnis oder anderswo im Beschleuniger stammte, sollte er eine Zählrate erzeugen, die unabhängig vom Ionenquellenstrom ist. Würde man die Radiokohlenstoff-Zählrate auf den Ionenquellenstrom normieren, der vor allem ¹²C ist, ergäbe das bei niedrigeren Strömen einen höheren Radiokohlenstoffgehalt, wie beobachtet. Diese Daten liefern klare Hinweise darauf, dass zumindest ein erheblicher Anteil des von Taylor und Southon in Diamantmessungen detektierten Radiokohlenstoffs nicht aus den Diamanten selbst stammte und deshalb nicht „intrinsischer Radiokohlenstoff“ sein konnte.

Die niedrigeren Werte für unbehandelten Diamant und das stromabhängige Verhalten lassen sich mit Baumgardners „intrinsisch Radiokohlenstoff“-Modell nicht erklären. Diese Ergebnisse passen jedoch gut zu den Befunden von Taylor und Southon, dass der Instrumentenhintergrund (insbesondere das Ionenquellen-Gedächtnis) materialspezifisch ist, wobei Diamant deutlich weniger Ionenquellen-Gedächtnis zeigt als Graphit. Der bei natürlichen, unbehandelten Diamanten nachgewiesene Radiokohlenstoff scheint nichts anderes als Instrumentenhintergrund zu sein.

Zusammenfassung

Die Radioisotopen-Beweise verursachen erhebliche Schwierigkeiten für die Position einer jungen Erde. Baumgardner und das RATE-Team verdienen Anerkennung für die Beschäftigung mit dem Thema, doch ihre Erklärung durch „intrinsischen Radiokohlenstoff“ funktioniert nicht. Die zuvor veröffentlichten Radiokohlenstoff-AMS-Messungen können im Allgemeinen durch Verunreinigung erklärt werden, vor allem durch Probenchemie. Die Kohleproben von RATE waren wahrscheinlich in situ verunreinigt. Die von RATE behandelten Diamantproben wurden wahrscheinlich in der Probenchemie verunreinigt. Die unbehandelten Diamantproben spiegeln vermutlich den Instrumentenhintergrund wider. Kohle- und Diamantproben wurden von anderen Forschenden bis auf Instrumentenhintergrund-Niveau gemessen und liefern keine Hinweise auf intrinsischen Radiokohlenstoff.

Während manche Materialien, etwa Kohlen und Carbonate, häufig doch Radiokohlenstoff-Verunreinigungen zeigen, die nicht vollständig erklärbar sind, wirft die Ausweichfigur „intrinsischer Radiokohlenstoff“ mehr Fragen auf, als sie beantwortet. Warum zeigen nur einige Materialien Hinweise auf diesen intrinsischen Radiokohlenstoff? Warum gibt es Anthrazit und Diamant mit keinem messbaren intrinsischen Radiokohlenstoff? Warum ist seine Präsenz in Carbonaten so viel variabler als in anderen Materialien, etwa Holz und Graphit? Warum findet man ihn oft in Knochenkohlensäure, aber nicht in dem Kollagen desselben Knochens? Da intrinsischer Radiokohlenstoff fälschlich als AMS-Prozesshintergrund interpretiert werden würde, warum zeigen multilitonale Intervergleiche nicht eine wesentlich größere Variation als beobachtet? Warum scheint unbehandelter Diamant weniger intrinsischen Radiokohlenstoff zu haben als behandelte Diamanten?

Diese und viele andere Überlegungen widersprechen der RATE-Hypothese des „intrinsischen Radiokohlenstoffs“, sind aber mit Verunreinigung und Hintergrund verträglich. „Intrinsischer Radiokohlenstoff“ ist im Grunde eine „Radiokohlenstoff-der-Lücken“-Theorie. Je besser Verunreinigungen verstanden werden, desto geringer werden die Gelegenheiten, auf „intrinsischen Radiokohlenstoff“ zurückzugreifen. Die meisten Radiokohlenstoffmessungen alter Materialien, einschließlich vieler Schalen und Kohlen, lassen sich durch bekannte Verunreinigungsmechanismen erklären und liefern keinerlei Hinweise auf intrinsischen Radiokohlenstoff. Die Beweise widerlegen die RATE-Behauptung, dass „die gesamte Kohlenstoffmasse der Erde ein nachweisbares und reproduzierbares ... ¹⁴C-Niveau“ aufweist [1].

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

Über den Autor

Dr. Bertsche erhielt 1989 an der University of California, Berkeley unter der Leitung von Prof. Richard A. Muller, dem Erfinder der Radiokohlenstoff-AMS, einen Doktortitel in Physik. In Dr. Bertsches Dissertation standen die Konstruktion und Erprobung eines kleinen Zyklotrons für die Radiokohlenstoff-AMS im Mittelpunkt. Anschließend erhielt er eine Postdoc-Stelle im AMS-Labor der Lawrence Livermore National Laboratory, wo er mit Beschleunigerdesign und -betrieb sowie mit Probenpräparation und -analyse betraut war. Im Jahr 2005 erhielt er einen MA in Exegetischer Theologie vom Western Seminary in Portland, Oregon. Er ist Autor von 25 Veröffentlichungen und 13 Patenten, die sich vor allem mit Teilchenbeschleuniger- und Elektronenmikroskop-Design beschäftigen.

Literatur

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