Palæontologernes forsøg på at aldersbestemme fossiler

Palæontologerne har forsøgt at gentage den succes geologerne har haft med hensyn til at datere bjergarter som kun er få millioner år gamle. De mener at nogle af deres fossilfund hører til inden for dette tidsrum. Desværre fungerer kalium-argon-metoden ikke så godt i forbindelse med deres fund! Fossiler findes naturligvis ikke i vulkanske bjergarter men kun i sedimenter, for hvilke de radiometriske dateringsmetoder almindeligvis ikke giver pålidelige resultater.

Et eksempel på dette ses når fossiler er blevet begravet i et tykt lag af vulkansk aske der senere har antaget form af tuf. Det er egentlig et sedimentært lag, men det består af vulkansk stof der har antaget fast form i fri luft. Hvis man kan aldersbestemme dette lag vil man samtidig bestemme alderen på de fossiler det indeholder.

Man stod over for et forhold som dette i Olduvai-kløften i Tanzania, hvor fossiler af abelignende dyr tiltrak sig særlig opmærksomhed fordi forskerne hævdede at disse dyr var i slægt med mennesket. De første målinger af argon-indholdet i den vulkanske tuf hvori man fandt fossilerne, angav en alder på 1,75 millioner år. Men senere målinger foretaget på et andet kvalificeret laboratorium viste at fossilerne var en halv million år yngre. Det mest skuffende for evolutionisterne var at aldersbestemmelserne af over- og underliggende tuf-lag ikke stemte overens. I nogle tilfælde indeholdt det øverste lag mere argon end laget under. Men det passer ikke i geologisk sammenhæng — det øverste lag må være aflejret senere end det underste og skulle derfor indeholde mindre argon.

Man konkluderede at sedimentet må have indeholdt en vis mængde argon fra tidligere tider som ikke var fordampet fra den smeltede klippemasse. Tidsmåleren var ikke blevet nulstillet. Hvis blot én promille af det argon der tidligere var dannet ved henfald af kalium blev ladt tilbage i klippematerialet mens det smeltede i vulkanen, ville tidsmålingen begynde med en indbygget alder på omtrent en million år. Som en ekspert har udtrykt det: „Nogle af aldersbestemmelserne må være forkerte, og hvis nogle er forkerte er de det måske alle sammen.“

Uanset at visse eksperter betragter disse aldersbestemmelser som fuldstændig værdiløse, angives den oprindelige aldersbestemmelse på 1,75 millioner år for Olduvai-fossilerne fortsat i populærvidenskabelige tidsskrifter der støtter evolutionsteorien. Man undlader at oplyse lægfolk om at sådanne aldersbestemmelser i realiteten ikke er andet end gætteri.

Kulstof-14-metoden

Den fastslår alderen på rester af levende organismer. Eller gør den?

ALLE de føromtalte tidsmålere er baseret på processer der forløber så langsomt at de i bedste fald kun er til ringe gavn for den arkæologiske forskning. Man må have rådighed over en proces der forløber langt hurtigere hvis man skal kunne foretage aldersbestemmelser inden for den menneskelige histories tidsramme. Kulstof-14-metoden opfylder netop dette behov.

Eksistensen af kulstof-14, der er en radioaktiv isotop af det almindelige kulstof-12, blev først kendt gennem forsøg med atomsønderdeling ved hjælp af en cyklotron. Senere fandt man også denne isotop i jordens atmosfære. Den udsender energisvage betapartikler, der kan tælles ved hjælp af et dertil beregnet instrument. Kulstof-14 har en halveringstid på kun 5700 år, hvilket gør at det kan bruges som grundlag for aldersbestemmelse af materialer der har relation til menneskets tidligste historie.

For de øvrige radioaktive grundstoffer vi har omtalt, gælder det at de har en lang levetid i forhold til jordens alder og derfor har eksisteret fra jordens skabelse frem til vor tid. Kulstof-14 har derimod så kort en levetid i forhold til jordens alder, at det kun vil forekomme hvis det stadig bliver dannet på en eller anden måde. Dette foregår ved at kosmiske stråler bombarderer atmosfæren og omdanner kvælstofatomer til radioaktivt kulstof.

Det radioaktive kulstof indgår som en del af den kuldioxid der af planter optages til brug ved fotosyntesen og omdannes til en lang række organiske forbindelser i levende celler. Både dyr og mennesker spiser plantevæv, hvilket medfører at alle levende organismer kommer til at indeholde den samme relative mængde kulstof-14 som den atmosfæriske luft. Kulstof-14 henfalder, men så længe en organisme er levende vil den stadig supplere sit indhold af kulstof. Når et dyr eller et træ dør, ophører tilførselen af kulstof-14, hvorefter mængden af radioaktivt kulstof begynder at falde. Hvis et stykke organisk materiale som en dyreknogle eller en stump trækul bliver bevaret, vil det efter 5700 år indeholde halvt så meget kulstof-14 som det gjorde mens det var levende. Ved at måle mængden af kulstof-14 der er tilbage i noget der engang har været levende, kan vi altså i princippet bestemme hvor længe det har været dødt.

Kulstof-14-metoden kan anvendes på en lang række forskellige materialer af organisk oprindelse. Man har foretaget mange tusind dateringer ved hjælp af denne metode. Blot nogle få eksempler kan give et indtryk af metodens store spændvidde:

Træ fra det gravskib man fandt i Farao Sesostris III’s grav blev aldersbestemt til år 1670 f.v.t.

Kerneved fra en californisk kæmpefyr der havde 2905 årringe da den blev fældet i 1874, blev dateret til år 760 f.v.t.

Linnedsvøb fra Dødehavsrullerne — der ud fra håndskriften er dateret til det første eller det andet århundrede f.v.t. — blev ved kulstof-14-metoden bestemt til at være 1900 år gammelt.

En træstump man har fundet på Ararats bjerg, og som nogle har antaget kunne stamme fra Noas ark, har vist sig kun at stamme fra år 700 e.v.t. — altså et gammelt træstykke, men slet ikke gammelt nok til at have forbindelse med Vandfloden.

Flettede sandaler der blev gravet ud af et pimpstenslag i staten Oregon var tilsyneladende 9000 år gamle.

Kødet fra en mammut-unge der har ligget nedfrosset i sibirisk mudder i tusinder af år, blev bestemt til at være 40.000 år gammelt.

Hvor pålidelige er disse dateringer?

Fejlmuligheder ved kulstof-14-metoden

Kulstof-14-metoden forekom meget simpel og ligetil da den blev demonstreret for første gang. Men nu ved man at der findes flere usikkerhedsmomenter. Efter at metoden havde været i brug i omkring 20 år afholdt man i 1969 en konference i Uppsala om kulstof-14-kronologi og andre tilsvarende dateringsmetoder. Drøftelserne mellem de kemikere der udfører dateringerne og de arkæologer og geologer der bruger resultaterne, afslørede en række mangler der kunne ugyldiggøre dateringerne. I de forløbne 17 år er der ikke sket meget som har kunnet bøde på disse fejl.

Det har altid voldt problemer at få sikkerhed for at prøverne ikke er blevet ’forurenet’, enten med nutidigt (levende) kulstof eller med fortidigt (dødt) kulstof. For eksempel kan en stump træ fra veddet i en gammel stamme indeholde levende saft. Eller hvis man har søgt at fjerne denne saft med et organisk opløsningsmiddel (fremstillet af råolie), kan rester af opløsningen blive tilbage i den prøve man analyserer. Gamle stykker trækul kan gennemtrænges af rødder fra levende planter, eller blive forurenet med kulbrinter fra langt ældre forekomster, der vanskeligt lader sig fjerne. I levende skaldyr har man fundet karbonat fra mineraler der blev begravet for længe siden eller fra havvand der strømmer op fra oceanets dyb, hvor det har befundet sig i tusinder af år. Sådanne forhold kan medvirke til at en prøve fremtræder ældre eller yngre end den egentlig er.

Den mest alvorlige fejl i teorien bag kulstof-14-metoden er den antagelse at atmosfærens indhold af kulstof-14 altid har været konstant gennem tiden. Koncentrationen af radioaktivt kulstof afhænger i første række af hvor intens den kosmiske stråling er, den som forårsager dannelsen af kulstof-14. Intensiteten af den kosmiske stråling kan til tider variere meget, hvilket hovedsagelig skyldes ændringer i jordens magnetfelt. Magnetiske storme på solen kan i nogle tilfælde forøge den kosmiske stråling med en faktor på 1000, over en periode på nogle timer. Jordens magnetfelt har både været stærkere og svagere i de forløbne årtusinder. Og siden man er begyndt at foretage kernevåbensprængninger er mængden af kulstof-14 forøget væsentligt over hele jorden.

Målingsresultaterne afhænger på den anden side også af mængden af stabilt kulstof i atmosfæren. Store vulkanudbrud tilfører atmosfæren betydelige mængder stabilt kulstof i form af kuldioxid, hvorved mængden af kulstof-14 fortyndes. I det forløbne århundrede har man afbrændt fossile brændstoffer — navnlig kul og olie — i et omfang som aldrig før, hvilket har ført til en permanent stigning i mængden af kuldioxid i atmosfæren. (Yderligere detaljer om disse og andre usikkerhedsmomenter ved kulstof-14-metoden blev behandlet i Vågn op! for 22. oktober 1972.)

Dendrokronologi — datering ved hjælp af træers vækstringe

I erkendelse af kulstof-14-metodens fundamentale svagheder, er de der anvender den begyndt at korrigere deres dateringer ved hjælp af træprøver hvis alder er fastslået ved optælling af årringe. Man har særligt benyttet sig af prøver fra børstekoglefyrren, der vokser i den sydvestlige del af De forenede Stater og kan blive flere tusind år gammel. Denne dateringsmetode kaldes dendrokronologi.

Man betragter altså ikke længere kulstof-14-metoden som basis for en absolut kronologi, men kun som en metode hvorved man kan foretage relative dateringer. For at man kan nå frem til sandfærdige aldersbestemmelser må kulstof-14-dateringerne korrigeres ved hjælp af årringskronologien. Derfor betegner man nu de ’gamle’ kulstof-14-dateringer som „konventionelle“. Ved at korrigere dem i overensstemmelse med en standardkurve baseret på årringskronologien når man frem til nøjagtige „kalibrerede“ dateringer.

Denne metode er forsvarlig så langt tilbage som optællingen af vækstringene hos børstekoglefyrren rækker. Det ældste levende træ hvis alder man kender, er imidlertid blot fra år 800 e.v.t. For at forlænge denne målestok forsøger forskerne at sammensætte stykker af dødt træ fundet i samme område, på en sådan måde at mønstrene af tykke og tynde årringe overlapper hinanden. Ved at sammenstykke 17 stumper fra udgåede træer hævder de at årringskronologien rækker over 7000 år tilbage i tiden.

Men årringsmetoden kan heller ikke stå alene. I nogle tilfælde er forskerne ikke sikre på hvor i rækkefølgen de skal placere et givet stykke træ. Hvordan løser de dette problem? De beder om at få foretaget en kulstof-14-måling af det og bruger derefter måleresultatet som rettesnor. Det leder tanken hen på historien om to lamme mænd der kun har én krykke til deling og derfor skiftes til at bruge den mens de støtter sig til hinanden.

Man må forundres over den mirakuløse måde hvorpå disse spredte træstumper er blevet bevaret så længe under åben himmel. Det ville synes naturligt om de var blevet vasket bort af kraftige regnskyl eller forsvundet på anden måde. Hvad har forhindret forrådnelse eller insektangreb? Man kunne forstå at et levende træ kunne modstå tidens tand — enkelte træer har levet i tusind år eller mere. Men kan dødt træ bestå så længe? I 6000 år? Det er på grænsen af det troværdige. Alligevel anvender man denne form for årringskronologi til kalibrering af gamle kulstof-14-dateringer.

Ikke desto mindre har specialisterne i kulstof-14-datering og dendrokronologi formået at skubbe sådanne tvivlsspørgsmål til side og udglatte hullerne og selvmodsigelserne — et kompromis de alle er tilfredse med. Men hvad mener deres „kunder“, arkæologerne? De er ikke altid tilfredse med de resultater de får retur fra indsendte prøver. Ved Uppsala-konferencen udtrykte en arkæolog sig på denne måde:

„Hvis en kulstof-14-alder støtter vore teorier, tager vi den med i selve teksten. Hvis den ikke helt modsiger dem, tager vi den med i en fodnote. Og hvis den er helt ved siden af, dropper vi den bare.“

Nogle arkæologer deler stadig dette synspunkt. For nylig skrev en arkæolog angående en kulstof-14-datering som skulle angive det tidligst kendte tilfælde af husdyrhold:

„Arkæologer [er i færd med at] overveje hvorvidt kulstof-14-dateringer er umiddelbart anvendelige blot fordi de foretages af ’videnskabelige’ laboratorier. Jo større usikkerhed der er med hensyn til hvilken metode, hvilket laboratorium, hvilken halveringstid og hvilken kalibrering der er mest pålidelig, jo mindre føler vi arkæologer os slavisk bundne til uden yderligere spørgsmål at acceptere de aldersbestemmelser man giver os i hænde.“

Den radiokemiker der havde foretaget aldersbestemmelsen svarede skarpt: „Vi foretrækker at beskæftige os med kendsgerninger der er baseret på pålidelige målinger — ikke med mode- eller følelsespræget arkæologi.“

Når forskerne indbyrdes er så bidende uenige om troværdigheden af disse aldersbestemmelser, er det så ikke forståeligt hvis lægfolk bliver skeptiske over for nye oplysninger baseret på ’videnskabelig autoritet’ — som for eksempel dem vi citerede i begyndelsen af denne artikelserie?

Direkte tælling af kulstof-14

Den nyeste udvikling inden for kulstof-14-datering går ud på at man ikke blot tæller betapartikler fra de atomer der henfalder, men at man tæller samtlige kulstof-14-atomer der indeholdes i en lille prøve. Denne metode er særlig anvendelig når man vil datere meget gamle prøver, hvori der kun er ganske lidt kulstof-14 tilbage. I gennemsnit vil kun ét ud af én million kulstof-14-atomer henfalde hver tredje dag. Når man søger at aldersbestemme gamle fragmenter er det derfor en temmelig tidkrævende opgave at registrere tilstrækkelig mange henfald til at man kan skelne radioaktiviteten fra den kosmiske baggrundsstråling.

Hvis man derimod kan tælle samtlige kulstof-14-atomer, uden at vente på at de skal henfalde, vil det betyde at metoden bliver en million gange mere følsom. Dette kan gøres ved at man leder en stråle af positivt ladede kulstofatomer gennem et magnetfelt hvorved kulstof-14 vil blive adskilt fra kulstof-12. De lette kulstof-12-atomer afbøjes i en mere krum bane end de tungere kulstof-14-atomer, der ledes gennem en spalteåbning ind i et tælleapparat.

Denne metode er ganske vist mere kompliceret og mere kostbar end fremgangsmåden med at registrere betapartikler, men den indebærer den fordel at mængden af det materiale man aldersbestemmer kan være tusind gange mindre. Den åbner mulighed for at man kan datere gamle, sjældne manuskripter og andre kulturgenstande hvorfra man simpelt hen ikke kan skaffe prøver på adskillige gram eftersom de bliver ødelagt i processen. Nu kan man datere sådanne genstande ved hjælp af prøver på nogle få milligram.

Ved hjælp af denne forfinede metode vil man blandt andet kunne datere et omstridt linnedstykke der befinder sig i Torino, og som nogle hævder er „Kristi ligklæde“. Hvis man ved kulstof-14-datering kunne fastslå at dette linnedstykke er af langt yngre dato, ville det bekræfte mistanken om at dette „ligklæde“ er et falsum. Indtil videre har ærkebiskoppen af Torino nægtet at udlevere en prøve til datering, fordi det vil kræve for stort et stykke af klædet. Men med den nye metode ville en kvadratcentimeter af stoffet være nok til at man kunne bestemme om det er fra Kristi tid eller det blot stammer fra middelalderen.

Men under alle omstændigheder vil forsøg på at foretage dateringer længere tilbage i tiden kun have ringe værdi så længe de grundlæggende problemer forbliver uløste. Jo ældre en prøve er, jo vanskeligere er det at sikre sig at den er helt fri for spor af yngre kulstof. Og jo længere vi søger tilbage i tiden, ud over de få tusind år for hvilke vi er i besiddelse af en pålidelig kalibreringsmetode, jo mindre ved vi om datidens kulstof-14-indhold i den atmosfæriske luft.

Man har forsket i adskillige andre metoder som kunne anvendes til aldersbestemmelse. Nogle af disse metoder er indirekte baseret på radioaktive processer, som for eksempel måling af fissionsspor og termoluminescens.