Introduction

Alors que le débat créationnisme/évolution continue, il y a eu une sophistication croissante de certains arguments et publications créationnistes. Cela peut être un défi particulièrement difficile lorsque l'auteur créationniste possède des qualifications professionnelles et a publié dans des revues scientifiques mainstream. Un tel individu est Robert Gentry, qui détient un master en physique (et un doctorat honorifique du Columbia Union College fondamentaliste). Pendant plus de treize ans, il a occupé un poste de chercheur associé au Laboratoire national d'Oak Ridge où il faisait partie d'une équipe qui a étudié les méthodes pour immobiliser les déchets nucléaires. Gentry a passé la majeure partie de sa vie professionnelle à étudier la nature de très petites taches de discoloration dans le mica et autres minéraux, et a conclu qu'elles constituent la preuve d'une Terre jeune.

Pour comprendre pleinement l'hypothèse de Gentry, une base en géologie, minéralogie et physique des rayonnements est utile. Les boîtes sur les pages suivantes présentent un bref tutoriel sur les roches, les minéraux et la radioactivité. Certains minéraux, tels que le zircon et la monazite, qui se forment comme constituants de trace courants dans les roches magmatiques, ont des structures cristallines qui peuvent accommoder des quantités variables d'éléments radioactifs naturels, l'uranium et le thorium. Lorsque ces minéraux se produisent comme inclusions dans certains autres minéraux, le plus notablement la famille des micas, ils sont souvent observés pour développer une décoloration, ou des halos « pleochroïques ». Les halos sont causés par les dommages de rayonnement à la structure cristalline du minéral hôte. Figure 1 montre un halo de décoloration typique autour d'une inclusion de minéral radioactif dans le minéral pyroxène. La zone de dommage est approximativement sphérique autour d'une inclusion de minéral central ou source radioactive. Notez que le halo a la plus haute intensité de décoloration près de la source, s'estompant progressivement avec la distance dans le minéral hôte vers un bord « flou ».

Les halos de dommages par rayonnement autour d'inclusions minérales sont bien connus de la littérature géologique. Les halos de décoloration dans les roches plus jeunes ont tendance à être plus petits et moins intenses que dans les roches plus anciennes, indiquant que la zone de dommages cristallins augmente avec le temps. À partir de ces observations, de premières tentatives ont été faites pour utiliser les dimensions des halos comme une technique de datation par l'âge. Cela n'a jamais pleinement réussi car la taille/intensité d'un halo de dommages observé était également une fonction de l'abondance de radionucléides présents dans l'inclusion et de la structure cristalline du minéral hôte.

La thèse de Gentry comporte plusieurs composantes. La première est son affirmation selon laquelle les roches granitiques à partir desquelles les échantillons auraient été prélevés constituent la croûte « primordiale » de la Terre. À l'intérieur de ces roches se trouvent des biotites (une forme de mica contenant du fer) et des cristaux de fluorite qui portent une classe relativement rare de petites taches concentriques de coloration « halos » (figure 2). Ces halos ont été considérés comme le résultat d'une altération de la structure cristalline des minéraux hôtes causée par des particules alpha à haute énergie. Dans de nombreux articles publiés dans des revues scientifiques au cours des années 1970 et 1980, Gentry a construit l'argument selon lequel les différentes énergies de désintégration alpha de divers isotopes radioactifs naturellement présents entraînent des diamètres d'halo distincts. Ainsi, Gentry a conclu qu'il pouvait distinguer les halos résultant uniquement de la désintégration radioactive de divers isotopes de l'élément polonium. Le polonium, faisant partie de la chaîne de désintégration de l'uranium et du thorium naturels, possède une demi-vie très courte - mesurée en microsecondes à des jours, selon l'isotope spécifique. Les halos concentriques associés à la désintégration du polonium - mais sans aucun anneau correspondant à d'autres isotopes de la série de désintégration de l'uranium - ont été interprétés comme une preuve que la roche hôte s'est formée presque instantanément plutôt que par le lent refroidissement d'une magma originelle sur des millions d'années. Gentry extrapolé que tous les granites du Précambrien - sa roche crustale primordiale - doivent s'être formés en moins de trois minutes, et que les halos de polonium sont donc la preuve du modèle de création de la Terre jeune selon la Genèse.

Pour que cette hypothèse soit acceptée, elle doit être testable. Heureusement, la thèse de Gentry nous permet de poser plusieurs questions qui peuvent être répondues en examinant les preuves du monde naturel. Une réponse oui à chaque question renforcerait considérablement les arguments de Gentry.

1) Les roches à partir desquelles Gentry a prélevé ses échantillons représentent-elles les roches de socle « primordiales » de la Terre originellement créée ?

Gentry est un physicien, pas un géologue. Il ne suit pas les pratiques acceptées de reporting géologique et échoue systématiquement à fournir les informations dont une tierce partie aurait besoin pour collecter des échantillons comparables afin de les tester. Pour ses recherches, Gentry a utilisé des coupes minces au microscope de roches provenant d'échantillons envoyés par d'autres personnes venant de divers endroits du monde. Par conséquent, il ne peut pas dire comment ses échantillons s'intègrent dans le contexte géologique local ou régional. Il ne fournit également pas d'informations descriptives sur les échantillons rocheux individuels qui constituent ses études - à savoir, l'abondance et la distribution des minéraux majeurs, accessoires ou traces ; la texture, la taille des cristaux et les caractéristiques d'altération des roches ; ainsi que la présence ou l'absence de fractures et de discontinuités.

Gentry ne reconnaît pas que la période Précambrien représente pleinement 7/8 de l'histoire de la Terre, tel que déterminé par des décennies d'enquêtes intensives sur le terrain et en laboratoire menées par des milliers de géologues. Par conséquent, il ne reconnaît pas la grande diversité des terranes géologiques qui sont apparus et ont disparu au cours de cette immense période. Sa prétention selon laquelle ses échantillons représentent des roches de socle « primordiales » est manifestement incorrecte. Dans le modèle de Gentry, toute roche ayant vaguement l'apparence d'un granite et portant l'étiquette Précambrien est considérée comme une roche « primordiale ». Les vrais granites sont eux-mêmes la preuve d'un recyclage crustal significatif et d'une différenciation élémentaire (voir par exemple, Taylor et McLennan, 1996), et ne peuvent pas être considérés comme primordiaux. Un peu d'enquête de Wakefield (1988) a montré qu'au moins un ensemble d'échantillons de roches étudiés par Gentry ne proviennent pas de granites du tout, mais ont été prélevés dans une variété de roches métamorphiques Précambriennes plus jeunes et de veines de pegmatite dans la région autour de Bancroft, en Ontario. Certains de ces unités de roches coupent ou recouvrent des roches sédimentaires plus anciennes, voire des roches contenant des fossiles.

Gentry ne fournit aucune explication sur la manière dont le polonium seul parvient dans la biotite et la fluorite, ni sur la raison pour laquelle les halos de dommages radiatifs dans ces minéraux sont courants dans les zones à enrichissement en uranium connu, mais rares là où l'abondance en uranium est faible. L'hypothèse de Gentry suggérerait qu'il devrait y avoir une distribution uniforme de tous les isotopes du polonium dans les roches primordiales, ou du moins aucune association spatiale particulière avec l'uranium. Gentry (1974) lui-même note que les halos n'ont pas été trouvés dans les météorites ou les échantillons lunaires, des roches connues pour leur très faible abondance en uranium. Lorence Collins (1997) a noté ces situations et plusieurs autres situations contradictoires entre l'hypothèse des halos de polonium et les relations géologiques observées sur le terrain.

• Les halos de polonium dans la mica ne se trouvent que dans des roches granitiques ou de type granitique, et non dans la mica provenant de roches adjacentes d'autres compositions

• Les halos de polonium ne se trouvent que dans des roches contenant de la myrmekite, une association de remplacement minéral - une indication claire que la roche n'est pas « primordiale ».

2) Les halos concentriques observés par Gentry sont-ils réellement causés par des dommages dus aux particules alpha à la structure cristalline de l'hôte ?

Retournons à la recherche précoce de Gentry (Gentry, 1968, 1971; Gentry, et al., 1973), il apparaît que l'association des halos colorés concentriques avec le polonium est en réalité spéculative. Gentry adopte et développe le travail de Joly (1917) selon lequel les isotopes du polonium étaient la cause la plus probable des caractéristiques observées. Joly a effectué la majeure partie de ses travaux sur les halos de décoloration au cours de la première décennie du XXe siècle, une époque où la structure de l'atome était tout juste à être découverte, et avant que la structure cristalline des minéraux n'ait été élucidée. C'était également la période où la nature de la radioactivité était tout juste à être mise au jour. Joly a fait l'hypothèse très spéculative que si les particules alpha pouvaient parcourir 3 à 7 centimètres dans l'air, elles ne parcourraient que 1/2000 de cette distance dans le mica biotite. À partir de cette généralisation, et sans tenir compte de la variabilité de la densité et de la structure cristalline du mica hôte (ou même de la densité variable de l'air), Joly a tenté de corréler la taille radiale des halos en anneaux concentriques avec les particules alpha d'isotopes spécifiques (il fut le premier à suggérer le polonium). Il a également tenté de développer une technique de datation basée sur le diamètre des caractéristiques des halos : plus le halo est grand, plus le rayonnement a affecté le grain minéral hôte. Henderson (1939) a poussé le travail de Joly plus loin, en développant un schéma de classification pour les différents motifs de halos de décoloration qu'il a observés, et en dérivant des hypothèses sur la manière dont le polonium à vie courte pouvait pénétrer dans la structure cristalline hôte.

Dans ses recherches, Gentry a suivi l'approche de Joly consistant à définir un modèle idéalisé basé sur la distance moyenne parcourue dans l'air par des particules alpha d'énergies différentes. Il a ensuite mesuré des halos de anneaux concentriques dans la mica (ou la fluorite, ou la cordiérite) pour voir lesquels correspondaient à son modèle. Bien sûr, l'hypothèse fondamentale ici est que son modèle est correct.

Comment les émissions de particules alpha peuvent-elles donner lieu à des anneaux colorés discrets ? Gentry (1992) fournit l'explication selon laquelle « les particules alpha causent le plus de dommages à la fin de leur trajectoire ». Cela semble faire référence à l'« effet Bragg », le phénomène par lequel les particules chargées perdent de l'énergie lors de leur pénétration dans différents milieux. Lorsque des particules chargées (un proton ou une particule alpha) traversent la matière, elles perdent de l'énergie principalement en ionisant les atomes du matériau traversé. La quantité d'énergie nécessaire pour ioniser un atome dépend de l'élément spécifique impliqué. En général, plus l'énergie de la particule chargée incidente est faible, plus elle perd rapidement son énergie. Une autre façon de voir cela est que, lorsque la particule perd de l'énergie, elle ralentit, et en ralentissant, elle interagit plus fortement avec les atomes environnants, ce qui provoque une décélération encore plus rapide. Finalement, la particule perd toute son énergie cinétique et s'arrête, au moment où elle peut capturer des électrons et devenir un atome neutre (Knoll, 1979). Dans un milieu uniforme, la quantité de perte d'énergie - et donc le degré de perturbation - est maximale à la fin de la trajectoire de la particule (bien que de l'énergie ait été cédée et que l'ionisation des atomes environnants ait eu lieu tout au long de la trajectoire). Pour les protons, avec une charge unique et une masse relativement faible, cet effet est extrêmement prononcé et constitue la base du traitement par faisceau de protons de diverses tumeurs. Des faisceaux de protons à haute énergie peuvent être ajustés pour que presque toute leur perte d'énergie (le pic de Bragg) se produise dans un petit volume de tissu cancéreux, avec presque aucun dépôt d'énergie dans le tissu sain au-delà. L'effet des particules alpha dans les matériaux cristallins, dont les propriétés physiques varient selon l'orientation, est moins direct. Les propres tentatives de Gentry pour reproduire les dommages des particules alpha dans les minéraux en utilisant un faisceau d'ions hélium illustrent ce problème. Un faisceau d'ions irradie une « zone » et possède des luminosités (particules par section transversale du faisceau par unité de temps) des ordres de grandeur supérieurs à l'émission « sphérique » volumétrique de particules alpha provenant de centres radioactifs dans les grains minéraux. Une exposition brève à un faisceau d'ions peut créer des motifs de dommages équivalents à des millions d'années d'exposition naturelle à faible niveau aux particules alpha. Gentry (1974) note le problème de l'intensité du faisceau nécessaire pour atteindre un niveau spécifique de décoloration. Dans ces expériences, l'intensité du faisceau d'ions était ajustée pour produire un motif de décoloration dans le minéral irradié, l'étendue (ou la profondeur) de la décoloration étant ensuite comparée aux diamètres de halos mesurés dans ses spécimens de coupes minces. Le motif produit par Gentry par bombardement de faisceau d'ions était une zone de décoloration, la plus faible près de la source, et augmentant en intensité jusqu'à une terminaison relativement nette. Cependant, les travaux de Gentry sur les faisceaux d'ions n'ont pas pu produire de multiples bandes ou la structure d'anneaux concentriques bien définie de certains halos. Il est probable que le bombardement intense par des particules alpha perturbe la cristallinité du minéral cible (un effet de rayonnement naturel bien connu), modifiant ainsi ses propriétés physiques le long de la trajectoire de la particule. Cela tendrait à élargir l'effet Bragg plutôt qu'à créer une zone de perturbation étroite (c'est-à-dire un « anneau »).

Gentry (1970, 1974) note lui-même plusieurs aspects concernant les halos concentriques qui ne peuvent pas être expliqués par l'hypothèse de la désintégration alpha. Les halos nains et géants ne peuvent pas être conciliés avec aucune énergie de désintégration alpha connue. Gentry postule que ces halos de taille anormaux représentent de nouveaux éléments ou de nouvelles formes de désintégration alpha. Aucune de ces deux explications ne semble probable compte tenu de l'état actuel des connaissances sur les éléments radioactifs (ICRP, 1983; Parrington, et al., 1996). D'autres halos présentent des anneaux « fantômes » qui ne correspondent à aucune énergie de désintégration alpha mesurée et qui restent inexpliqués. Enfin, il existe des halos de « coloration inversée », supposés être des halos d'uranium dans lesquels la gradation de l'intensité de la couleur dans la bande circulaire est opposée à celle d'un motif d'uranium « normal » et dont les diamètres des anneaux sont décalés. D'autres exceptions au modèle énergie vs. diamètre d'anneau de Gentry ont été notées par Odom et Rink (1989) et Moazed et al. (1973). Gentry spécule sur la ou les causes de certaines de ces caractéristiques anormales, mais ne fournit aucune donnée empirique pour soutenir une quelconque explication. En effet, Gentry semble être plus enclin à remettre en question les preuves fournies par les échantillons physiques qu'à remettre en question la validité de son modèle.

Peut-être que le défi le plus dommageable à l'hypothèse de Gentry ne vient pas de ce qui a été observé, mais de ce qui manque. Parmi les trois éléments radioactifs naturels majeurs, l'uranium, le thorium et le potassium, deux - l'uranium et le thorium - sont marqués par des séries de désintégration impliquant des émissions de particules alpha. Les halos de polonium de Gentry sont attribués à la désintégration en particules alpha des isotopes de polonium Po-210, Po-214 et Po-218, tous faisant partie de la chaîne de désintégration de l'uranium-238. Le thorium-232 se désintègre en plomb-208 stable à travers une série d'étapes qui inclut deux isotopes de polonium supplémentaires, Po-212 et Po-216. Le thorium a une abondance élémentaire entre trois et quatre fois celle de l'uranium dans la croûte terrestre. De plus, dans les zones d'enrichissement en uranium, telles que celles d'où proviennent apparemment les échantillons de halos de Gentry, le thorium est également enrichi. Ces isotopes de polonium des séries de désintégration du thorium ont des énergies de désintégration alpha bien dans la gamme documentée pour la désintégration en particules alpha des isotopes de polonium de l'uranium. Ainsi, les isotopes de polonium qui résultent de la désintégration du thorium-232 naturellement présent devraient également produire des halos caractéristiques. En fait, selon le modèle de Gentry, tous les isotopes de polonium devraient être représentés de manière égale. Cependant, comme Collins (1997) le souligne, Gentry n'a identifié que des halos pour ceux des isotopes de polonium associés à la désintégration de l'uranium-238 ; les halos attribuables au polonium-212 et au polonium-216 ne sont pas trouvés. De plus, les halos attribuables aux deux isotopes de polonium dans la série de désintégration de l'uranium-235 (Po-211 et Po-215) sont également manquants. L'uranium-235 représente actuellement 0,71 % de l'uranium naturellement présent (l'uranium-238 représente 99,3 %) ; il y a 3 milliards d'années, l'uranium-235 représentait plus de 3 % des isotopes naturels d'uranium.

Si les anneaux concentriques en halo ne sont pas causés par des particules alpha, que les cause ? Tant Joly (1917) que Gentry (1992) ont écarté la possibilité que des particules bêta puissent jouer un rôle dans les changements de coloration au sein des minéraux ; cependant, aucun de ces auteurs ne fournit une base pour ce rejet au-delà de l'énoncé erroné selon lequel les énergies des particules bêta sont trop faibles pour avoir quelconque effet. Les particules bêta de haute énergie ont la capacité bien documentée de rompre les liaisons moléculaires. Des combinaisons de particules de désintégration alpha et bêta, des particules bêta seules, ou un processus complètement non radioactif peuvent être la cause de la discoloration des minéraux observée en halo.

Odom et Rink (1989) ont examiné les grands radiohalos dans la mica et proposé une hypothèse alternative pour leur formation. Ils comparent les structures de halos circulaires dans la mica avec les halos de couleur induits par le rayonnement (RICHs) dans le quartz. Dans la structure cristalline du quartz, l'aluminium peut occasionnellement remplacer un atome de silicium, créant un léger déséquilibre de charge. Les particules alpha issues de la désintégration de l'uranium créent des centres de piégeage de trous autour des atomes d'aluminium. Cela crée à son tour une zone semi-conductrice où les particules bêta (également issues de la désintégration de l'uranium) peuvent provoquer une diffusion et une décoloration sur une zone relativement large. La largeur du halo résultant peut être corrélée à la migration de trous de bande de valence le long d'un potentiel de charge induit par le rayonnement dans le cristal hôte. Bien que cette hypothèse soit attrayante, Odom et Rink notent prudemment que les structures cristallines et la composition chimique du quartz et de la mica sont significativement différentes. Le quartz est connu pour avoir des propriétés piézoélectriques naturelles absentes chez les minéraux du groupe de la mica. Sans enquête supplémentaire, l'hypothèse selon laquelle les halos causés par des centres de piégeage de trous en migration sont spéculatifs pour des minéraux autres que le quartz.

Il est clair que davantage de travaux sont nécessaires pour résoudre toutes ces questions. L'association des halos de type anneau avec une énergie spécifique de désintégration alpha doit être considérée comme spéculative.

3) Si les halos concentriques sont en effet causés par les dommages dus au rayonnement alpha, la désintégration du polonium est-elle la seule cause possible ?

Même si nous admettons que les halos en anneaux concentriques sont réellement dus aux dommages causés par le rayonnement alpha, un problème immédiat se pose concernant la courte demi-vie des isotopes de polonium eux-mêmes. Pour laisser une trace visible de dommages par rayonnement, les grains de mica ou de fluorite affectés auraient dû se cristalliser avant que le polonium ne se soit désintégré jusqu'aux niveaux de fond, soit environ 10 demi-vies. Pour les isotopes de polonium, cela correspond à une fraction de seconde (Po-212, Po-214, Po-215) à 138,4 jours (Po-210). L'hypothèse de Gentry exige du polonium pur et concentré au centre de chaque anneau. Le modèle ne fait aucune distinction entre les isotopes de polonium qui devraient être présents ; ainsi, tous devraient avoir une probabilité égale. Il souligne qu'aucun processus géochimique connu ne permet de telles concentrations lors de la cristallisation d'un magma, concluant donc que les halos de polonium sont indicatifs d'un phénomène non naturel ou surnaturel.

Une possibilité alternative est explorée par Brawley (1992) et Collins (1997). Ils notent que de nombreux anneaux concentriques s'alignent le long de fractures visibles au sein de la micaspate hôte. De telles fractures sont très courantes dans les cristaux de micaspate. Les micro-fractures pourraient fournir des conduits pour le mouvement rapide et la concentration du radon-222, un produit de filiation gazeux de l'uranium-238 qui se forme partiellement le long de la chaîne de désintégration menant au polonium. Le radon-222, lui-même émetteur alpha, a une demi-vie de 3,82 jours et est produit en continu dans le désintégration de l'uranium parent. La migration du radon le long de fractures avec des points de rétention aux minuscules pièges structuraux résulterait exactement du même motif d'anneaux concentriques attribué par Gentry au polonium seul (car le polonium est un isotope de filiation du désintégration du radon). Attribuer un diamètre d'anneau au radon est difficile car l'énergie de désintégration alpha du radon est très proche de celle du polonium-210 ; les deux structures d'anneaux ne peuvent généralement pas être distinguées (Moazed, et al., 1973).

Le développement de fissures dans les grains de mica après la cristallisation, et la migration du radon le long de ces fissures au cours de millénaires, est beaucoup plus conforme aux modèles géologiques actuels de formation des roches. Ainsi, l'hypothèse du radon est plus attrayante que le modèle de Gentry, car elle s'accorde avec les preuves observées et ne nécessite pas d'événements surnaturels.

La hypothèse de Gentry est-elle cohérente avec, ou explique-t-elle toutes les autres preuves pointant vers un grand âge de la Terre ?

L'hypothèse de Gentry rencontre rapidement des difficultés avec toutes les preuves accumulées dans de nombreux domaines des sciences de la Terre pointant de manière concluante vers un âge considérable de la Terre. L'une des preuves les plus importantes est la datation radiométrique des âges. Pour concilier son âge supposé jeune de la Terre avec les dates d'âges isotopiques rapportées pour les roches du monde entier, Gentry (1992) avance que les taux de désintégration radioactive ont varié au fil du temps. Il est contraint de conclure que les taux de désintégration pour les isotopes de polonium qu'il a choisis sont restés constants, tandis que ceux de des dizaines d'autres isotopes radioactifs étaient des ordres de grandeur supérieurs il y a 6 000 à 10 000 ans. Cela donne bien sûr naissance à plusieurs incohérences majeures :

• De nombreuses roches ont été datées par diverses techniques utilisant différentes paires d'isotopes ayant des mécanismes de désintégration très différents, les résultats montrant une remarquable cohérence dans les âges mesurés. L'hypothèse de Gentry exigerait que tous les différents schémas de désintégration pour les différents isotopes radioactifs aient été accélérés exactement - mais de très différentes manières - pour donner les âges cohérents que nous trouvons aujourd'hui pour les roches. Par exemple, le taux de désintégration de l'uranium-238 (demi-vie = 4,5 milliards d'années) aurait dû être accéléré de près de quatre fois le taux du potassium-40 (demi-vie = 1,25 milliard d'années). Étant donné le grand nombre de différents isotopes radioactifs et de schémas de désintégration utilisés pour dater les roches, la probabilité que cette coïncidence se produise est essentiellement nulle.

• un principe général de la désintégration radioactive est que plus le taux de désintégration est rapide, plus l'énergie libérée est grande. La lente désintégration radioactive de l'uranium, du thorium et du potassium-40 a été identifiée comme une source principale de la chaleur interne de la Terre. Accélérer les taux de désintégration radioactive de ces isotopes de plusieurs ordres de grandeur pour être cohérent avec un âge de 6 000 à 10 000 ans pour la Terre exige que les énergies de désintégration il y a 10 000 ans aient été extrêmes, maintenant la Terre dans un état fondu jusqu'à nos jours. Évidemment, cela ne s'est pas produit.

• si l'on propose que les taux de désintégration radioactive ont varié, et ont varié différemment pour chaque isotope au fil du temps, il n'y a aucune raison pour laquelle les taux de désintégration de nombreux isotopes de polonium n'auraient pas également varié. Dans un modèle de taux de désintégration variables, on peut même proposer que les taux de désintégration du polonium étaient beaucoup plus longs que ceux observés aujourd'hui. En fait, dès que l'idée de taux de désintégration variables est introduite, il devient impossible d'attribuer les halos de décoloration à un isotope ou à une série isotopique spécifique, et l'hypothèse de Gentry s'effondre complètement.

Le taux de désintégration et l'énergie des particules alpha émises sont tous deux liés à l'imbalance de neutrons et de protons dans un noyau atomique, et sont contrôlés par la force nucléaire forte et l'énergie de liaison pour le nucléide particulier. Tout changement plus important que fractionnaire dans le taux de désintégration au fil du temps nécessiterait une variation des forces fondamentales de la nature et de la relation entre la matière et l'énergie. Il n'existe aucune preuve que quelque chose de ce genre soit jamais survenu.

Il existe de nombreuses lignes de raisonnement indépendantes, outre la datation par l'âge radiométrique, pour conclure que la Terre est bien plus ancienne que 6 000 ans. D'autres processus géologiques, avec des mécanismes complètement indépendants, qui démontrent une longue période pour l'histoire de la Terre, incluent :

• la lente cristallisation et dépôt de grandes épaisseurs de calcaires se produisant à plusieurs reprises dans le registre géologique ;

• la croissance des dômes de sel dans la région de la côte du golfe des États-Unis et sous les déserts de l'Iran par déformation lente et plastique sur des millions d'années d'un lit de sel profondément enfoui en réponse à l'accumulation lente des sédiments surjacent ;

• l'expansion des bassins océaniques du monde, enregistrée dans les motifs symétriques de magnétisation des basaltes de chaque côté des dorsales médio-océaniques. Le taux d'expansion actuel mesuré conduit à une estimation de l'âge de la marge occidentale du bassin du Pacifique d'environ 170 millions d'années - un âge qui a été confirmé par la datation radiométrique.

Des centaines d'autres exemples pourraient également être présentés.

Gentry reconnaît cela comme un problème et, en plus de son concept de taux de désintégration variable, invoque plusieurs autres lignes de raisonnement et des « preuves » dans une tentative de soutenir son modèle de la Terre jeune. L'une de ces lignes de raisonnement concerne le désintégration des isotopes d'uranium naturellement présents (U-238 et U-235) dans le minéral zircon en leurs isotopes fils plomb finaux (Pb-206 et Pb-207). Gentry soutient que le plomb est facilement perdu au fil du temps car il s'intègre mal à la structure cristalline du zircon. Gentry et al., 1982, ont examiné des zircons d'un granite (en réalité un granodiorite) daté de 1,5 milliard d'années. Ils ont appliqué un modèle de diffusion généralisé et, en utilisant des valeurs mesurées, ont montré que le plomb devrait être fortement retenu dans les cristaux de zircon sur une plage de températures de 100 - 313 °C. Dans son article Po-halo, Gentry semble faire référence à cette étude antérieure lorsqu'il déclare : « ...les calculs montrent que des zircons de 50 microns pris au fond du forage (313 °C) devraient avoir perdu 1 % de leur teneur en plomb en environ 300 000 ans. » De ce calcul, il conclut que si le granite est vraiment aussi vieux que 1,5 milliard d'années, presque tout le plomb radiogénique devrait avoir disparu à ce stade. Au lieu de cela, les analyses de laboratoire ont en réalité montré un haut degré de rétention de plomb dans l'échantillon de zircon. Par conséquent, Gentry conclut que le granite hôte doit vraiment être d'un âge très jeune.

Si l'hôte granitique des cristaux de zircon est vraiment ancien, comme le suggèrent d'autres mesures, et que les isotopes du plomb n'ont pas disparu, comment la prédiction de Gentry peut-elle être si loin de la réalité ? La réponse est vraiment très simple. L'équipe de recherche de Gentry en 1982 s'intéressait à la capacité des substances cristallines artificielles - SYNROCK - à encapsuler les déchets nucléaires. Pour cette étude, ils ont utilisé un modèle idéalisé de diffusion uniforme hors d'un milieu diffusant. Le type de milieu à l'égard duquel cette équation s'applique le plus précisément est un solide amorphe tel qu'un gel ou un verre. Le seul moment où le zircon se rapproche de cette condition est lorsqu'il y a eu des dommages radiatifs sévères à la structure cristalline du minéral - un phénomène relativement rare (et très détectable à l'examen microscopique). En réalité, le zircon est l'un des solides cristallins les plus durables, résistant à la fois aux attaques chimiques et à l'abrasion mécanique. Il résiste également aux dommages radiatifs.

Gentry et son équipe ont utilisé ce modèle de diffusion idéalisé pour plusieurs raisons. Premièrement, il est plus simple de calculer un taux de diffusion lorsque vous n'avez pas à gérer les complications d'un réseau cristallin. Deuxièmement, pour une évaluation de l'efficacité de l'encapsulation des déchets nucléaires, il est préférable de se demander « quelle est la pire performance possible que nous puissions rencontrer ? ». Le modèle utilisé par Gentry en 1982 était précisément une telle analyse « au pire cas », car elle présente la situation de diffusion la plus rapide. L'ajout d'une quantité substantielle d'isotopes hautement radioactifs à un matériau tel que le Synrock entraînerait probablement des dommages étendus à la structure cristalline du matériau - et ainsi, traiter le matériau comme un milieu de diffusion idéalisé constitue une prudence appropriée. Cependant, ce n'était pas la formule appropriée pour décrire le comportement du zircon naturel contenant de très faibles concentrations d'uranium et de thorium. Il n'est donc pas surprenant que les rapports mesurés de 206Pb/207Pb ne correspondent pas aux prédictions. Encore une fois, Gentry a utilisé le modèle prédictif incorrect.

Une étude de 1997 menée par Lee et d'autres a directement mesuré la diffusion de l'uranium, du thorium et du plomb hors de cristaux de zircon naturels dans des conditions de laboratoire soigneusement contrôlées. Leurs résultats ont montré qu'à des températures d'environ 1 100° C, le plomb diffuse environ 4 ordres de grandeur plus rapidement que l'uranium ou le thorium. Ils ont également montré que la température de fermeture pour le zircon est supérieure à 900° C. Ce que cela signifie, c'est qu'à des températures dans la gamme évaluée par Gentry et al., 1982, une diffusion de Pb négligeable à nulle serait attendue - exactement ce qui a été mesuré.

Nul ne conteste que la diffusion des isotopes fils peut et se produit effectivement au cours de l'histoire naturelle d'un corps rocheux. Pour cette raison, les géochronologues ont développé la méthode concordia - discordia d'analyse des rapports isotopiques uranium - plomb, et la méthode isochrone plomb - plomb de datation de l'âge. La méthode concordia - discordia permet une évaluation non seulement du degré de perte de plomb radiogénique, mais peut également être utilisée pour déterminer quand la période majeure de perte de plomb s'est produite. La méthode isochrone plomb - plomb, en comparant la quantité de filles de plomb radiogéniques à la composante non radiogénique du plomb d'un échantillon, compense également la possibilité de perte de plomb radiogénique au fil du temps. Il existe plusieurs bons textes sur la datation radiométrique qui expliquent ces techniques en détail (par exemple, Dalrymple, 1991).

Gentry présente un « modèle » similaire pour la rétention d'hélium dans les roches granitiques (souvenez-vous, un atome d'hélium est identique à une particule alpha produite par la désintégration radioactive). Selon ce modèle, l'hélium, un gaz, devrait rapidement diffuser hors d'une structure cristalline. Ainsi, lorsque des niveaux de rétention d'hélium supérieurs à ceux prédits sont mesurés, l'hypothèse est que la roche est de jeunesse. Une fois encore, cependant, c'est le modèle qui est discutable. En réalité, la rétention d'hélium dans les zircons n'est pas surprenante. Une fois que l'uranium atteint l'équilibre avec ses produits de désintégration (environ 1 million d'années), la production d'hélium atteint un état stationnaire. À ce stade, la rétention/perte d'hélium sera très probablement contrôlée uniquement par la température - ce qui est cohérent avec les propres mesures de Gentry. Un meilleur test consisterait à déterminer la teneur en hélium des zircons provenant de plusieurs granites de différentes âges et profondeurs d'échantillonnage pour voir quels motifs émergent.

Résumé/Conclusions

L'hypothèse des halos de polonium de Gentry pour une Terre jeune échoue, ou est inconclusive pour, tous les tests. La thèse entière de Gentry est construite sur un ensemble d'hypothèses cumulées. Il est incapable de démontrer que les halos concentriques dans la mica sont causés uniquement par des particules alpha résultant de la désintégration d'isotopes de polonium. Ses échantillons ne proviennent pas de morceaux « primordiaux » de la croûte originale de la Terre, mais de roches qui ont été intensivement remaniées. Enfin, son hypothèse ne peut pas accommoder les nombreuses lignes alternatives de preuves qui démontrent un grand âge pour la Terre. Gentry rationalise toute preuve qui contredit son hypothèse en proposant trois « singularités » - une intervention divine à un moment donné - au cours des 6000 dernières années. Bien sûr, les événements et processus surnaturels échappent au domaine des investigations scientifiques à traiter. Comme pour l'idée de taux de désintégration radioactive variables, une fois que Gentry dépasse le domaine des lois physiques, ses arguments ne possèdent aucune utilité scientifique. Si une action divine est nécessaire pour adapter l'hypothèse des halos à un modèle cohérent de l'histoire de la Terre, pourquoi gaspiller tout ce temps à essayer d'argumenter sur les origines des halos basées sur la théorie scientifique actuelle ? C'est là que la plupart des arguments créationnistes s'effondrent lorsqu'ils essaient d'adopter le langage et les apparences de la science. Essayer de prouver une prémisse religieuse est en soi un acte de foi, pas de science.

En fin de compte, la proposition de la Terre jeune de Gentry, basée sur des années de mesure des halos de décoloration, ne représente rien d'autre qu'une version high-tech de l'argument créationniste de l'"Omphalos". Il s'agit de la proposition du XIXe siècle selon laquelle, bien que Dieu ait créé la Terre il y a seulement 6 000 ans selon le récit de la Genèse, Il a fait en sorte que tout paraisse ancien. Malheureusement, parce que Gentry a publié son travail original sur les halos dans des revues scientifiques respectées, un certain nombre de manuels de géologie et de minéralogie de base continuent d'affirmer que les halos de décoloration microscopiques dans la mica sont le résultat de la désintégration du polonium.

Note de bas de page : Omphalos signifie nombril, et est le titre d'un livre de Phillip Grosse. Il a soutenu que Dieu a créé Adam et Ève avec des nombrils même s'ils ne s'étaient pas développés dans un utérus.

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Références :

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