Ouderdomsdatering minder rotsvast dan gedacht

by | sep 21, 2016 | Geologie, Natuurkunde, Onderwijs

Als er één ding was waar natuurkundigen niet aan twijfelden, dan was het wel dat de snelheid van radioactief verval strikt constant is. Dit is bovendien de belangrijkste aanname achter radiometrische dateringsmethoden aan de hand waarvan de ouderdom van voorwerpen wordt bepaald. Nieuw onderzoek ondermijnt deze rotsvaste overtuiging.

planets-1497200_1280

Druk, temperatuur, chemische invloeden, zwaartekracht, magnetische of elektrische velden… het maakt allemaal helemaal niets uit, de snelheid waarmee radioactieve stoffen vervallen blijft onder alle omstandigheden hetzelfde. Die vaste overtuiging van veel natuurkundigen lijkt nu aan het wankelen te zijn gebracht door het onderzoek van teams van de universiteiten Stanford en Purdue. Het onderzoek richtte zich oorspronkelijk op het ontwikkelen van een methode om willekeurige cijfers te genereren. Dat wordt meestal gedaan door software met complexe algoritmes. Maar hoe ingewikkeld je een algoritme ook maakt, de gegenereerde cijfers zijn nooit écht ‘random’ (willekeurig). Professor Ephraim Fischbach en zijn team in Purdue wilden dit probleem aanpakken door gebruik te maken van radioactieve stoffen. Atomen die radioactief zijn kunnen spontaan veranderen (vervallen) in een ander soort atoom. De snelheid waarmee een hoeveelheid radioactief materiaal vervalt is netjes gelijkmatig, maar voor elk individueel atoom is het volledig onvoorspelbaar wanneer het vervalt. Voor zover bekend is dat puur willekeurig.

Spectaculair

Het onderzoek bestond uit de analyse van een grote hoeveelheid meetgegevens van twee laboratoria. Tot hun verrassing ontdekten de onderzoekers dat de vervalsnelheden van silicium-32 en radium-226 licht varieerden met de seizoenen. In de winter vond er iets meer verval plaats dan in de zomer. De verklaring? Als het op het noordelijk halfrond winter is, staat de aarde iets dichter bij de zon, waardoor ze meer straling vanuit de zon opvangt. Ook bleek het dat er een kleine schommeling in de vervalsnelheid zat van 33 dagen. Dat zou te maken kunnen hebben met de rotatiesnelheid van de kern van de zon. Bovendien vonden ze dat de vervalsnelheid van mangaan-54 tijdens een zonnevlek in 2006 net iets lager lag dan normaal. Deze resultaten waren zó spectaculair, dat velen het niet wilden geloven. „Iedereen dacht dat het kwam door experimentele fouten, omdat we allemaal zijn grootgebracht met het idee dat vervalsnelheden constant zijn,” zei Peter Sturrock, emeritus professor toegepaste natuurkunde aan Stanford. Maar de resultaten die met verschillende apparatuur waren verkregen, bevestigden elkaar, dus daar zal het hoogstwaarschijnlijk niet aan gelegen hebben. De onderzoekers speculeren dat de schommelingen in vervalsnelheden worden veroorzaakt door neutrino’s. Dat zijn deeltjes die in de zon worden aangemaakt en met de snelheid van het licht praktisch overal dwars doorheen vliegen. Iedere seconde vliegen er 50.000.000.000.000 neutrino’s ongemerkt door je lichaam! Het is dan ook des te verbazingwekkender dat neutrino’s, die dus bijna niet reageren met materie, van invloed zouden zijn op zoiets onveranderlijks als vervalsnelheden. Er is dan ook gesuggereerd dat het misschien niet ligt aan neutrino’s, maar aan een ander, nog onbekend deeltje.

still-life-836776_1280

Hoe oud is de aarde?

Uit de Bijbel kan afgeleid worden dat de aarde niet ouder is dan 10.000 jaar, en dit wordt bevestigd door vele wetenschappelijke argumenten, zoals bijvoorbeeld de snelle afname van de energie van het aardmagnetisch veld. Maar radiometrische dateringsmethoden lijken te wijzen op een veel hogere ouderdom. Radiometrische dateringen worden uitgevoerd door de hoeveelheid van het moederelement in het te dateren monster te vergelijken met de hoeveelheid dochterelement. Vervolgens wordt uitgerekend hoe lang het moet hebben geduurd om door verval van het moederelement tot de gemeten hoeveelheid dochterelement te komen. Veel gesteenten die met bijvoorbeeld het verval van uranium naar lood worden gedateerd, lijken een ouderdom van honderden miljoenen jaren te hebben. Dat soort uitkomsten zijn natuurlijk alleen correct als de vervalsnelheid altijd constant is geweest.

Waarschuwing

Het gaat veel te ver om op grond van deze nieuwe ontdekkingen alle radiometrische dateringsmethoden in de prullenbak te gooien. Daarvoor zijn de waargenomen variaties veel te klein. Die schommelingen van minder dan een procent zijn niet genoeg om te verklaren waarom radiometrische dateringen op miljoenen jaren wijzen terwijl uit de bijbel een aarde van niet meer dan 10.000 kan worden afgeleid. Die oplossing zal ergens anders vandaan moeten komen. Maar deze vondst zou wetenschappers wel moeten waarschuwen niet te dogmatisch te zijn over de constantheid van radioactief verval. Want het toont op zijn minst aan dat vervalsnelheden kunnen veranderen. Wie weet op welke andere manieren vervalsnelheden nog zouden kunnen variëren?

<strong>DRIE GROTE AANNAMES</strong>
Bij alle radiometrische dateringsmethoden moeten drie centrale aannames worden gedaan:

• Een bekende beginsituatie: het moet bekend zijn in welke verhoudingen het moederelement en het dochterelement in het begin aanwezig waren.
• Geen contaminatie: er mag tussentijds niets van het moeder- of dochterelement ontsnapt of toegevoegd zijn aan het te dateren materiaal.
• Een constant proces: de vervalsnelheid is strikt constant gebleven.

Onderzoekers weten dat de eerste twee aannames moeizaam zijn; er zijn allerlei complicaties waarvoor ze proberen te corrigeren. Als verschillende dateringen elkaar tegenspreken (en dat gebeurt heel vaak), wordt dat meestal wegverklaard door één van deze twee aannames in twijfel te trekken. Uit het nieuwe onderzoek blijkt nu dat ook de derde aanname niet zo solide is als men altijd heeft gedacht.

Dit artikel is met toestemming overgenomen uit Weet Magazine. De volledige bronvermelding luidt: Jorritsma, R.N., 2010, Ouderdomsdatering minder rotsvast dan gedacht. Zon lijkt radioactief verval te beïnvloeden, Weet 5: 31-33.

[related includes=”221″]

M
"

Artikelen

Artikelen