Το Ρολόι Καλίου-Αργού

Το πιο διαδεδομένο σε χρήση είναι το ρολόι καλίου-αργού. Το κάλιο είναι πιο κοινό στοιχείο από το ουράνιο—το χλωριούχο κάλιο πουλιέται στα παντοπωλεία σαν υποκατάστατο του κοινού αλατιού. Αποτελείται κυρίως από δυο ισότοπα με μάζες 39 και 41, αλλά ένα τρίτο ισότοπο, με μάζα 40, είναι ασθενώς ραδιενεργό. Ένα από τα προϊόντα της διάσπασής του είναι και το αργόν, ένα αδρανές αέριο που αντιπροσωπεύει το 1 τοις εκατό περίπου της ατμόσφαιρας. Το κάλιο με μάζα 40 έχει ημιζωή 1,4 δισεκατομμύρια χρόνια, πράγμα που το κάνει κατάλληλο για τη μέτρηση χρόνου από δεκάδες εκατομμύρια μέχρι και δισεκατομμύρια χρόνια.

Σε αντίθεση με το ουράνιο, το κάλιο είναι πολύ διαδεδομένο στο φλοιό της γης. Αποτελεί συστατικό στοιχείο πολλών ορυκτών που βρίσκονται στα πιο κοινά πετρώματα, είτε αυτά είναι πυριγενή, είτε ιζηματογενή. Οι απαραίτητες συνθήκες για να δουλέψει το ρολόι καλίου-αργού είναι οι ίδιες που αναφέρθηκαν παραπάνω: Το κάλιο πρέπει να είναι απαλλαγμένο από αργόν όταν μπαίνει σε κίνηση το ρολόι, δηλαδή όταν σχηματίζεται το ορυκτό. Ο μηχανισμός πρέπει να παραμένει σφραγισμένος συνεχώς, χωρίς να επιτρέπει ούτε σε κάλιο, ούτε σε αργόν να διαφύγει ή να εισχωρήσει.

Πόσο καλά δουλεύει το ρολόι στην εφαρμογή του; Μερικές φορές πολύ καλά, αλλά άλλες φορές όχι. Μερικές φορές δίνει ηλικίες που διαφέρουν σε μεγάλο βαθμό από εκείνες του ρολογιού ουρανίου-μολύβδου. Συνήθως είναι μικρότερες· για τα αποτελέσματα αυτά θεωρείται υπεύθυνη η απώλεια αργού. Αλλά σε άλλα πετρώματα, οι ηλικίες που δίνουν το κάλιο και το ουράνιο συμφωνούν σχεδόν απόλυτα.

Μια αξιόλογη είδηση για τη χρήση του ρολογιού καλίου-αργού ήταν εκείνη της χρονολόγησης μιας πέτρας που έφεραν από τη σελήνη οι αστροναύτες του Απόλλων 15. Χρησιμοποιώντας ένα μικρό κομμάτι απ’ αυτή την πέτρα, οι επιστήμονες μέτρησαν το κάλιο και το αργόν και καθόρισαν ότι η ηλικία της πέτρας ήταν 3,3 δισεκατομμύρια χρόνια.

Οι Παλαιοντολόγοι Προσπαθούν να Χρονολογήσουν τα Απολιθώματα

Οι παλαιοντολόγοι έχουν προσπαθήσει να αντιγράψουν την επιτυχία που είχαν οι γεωλόγοι στη χρονολόγηση πετρωμάτων ηλικίας λίγων εκατομμυρίων ετών μόνο. Μερικά από τα απολιθώματα που έχουν, πιστεύουν ότι μπορεί να χρονολογούνται από την ίδια εποχή. Αλίμονο όμως, το ρολόι καλίου-αργού δεν δουλεύει τόσο καλά γι’ αυτούς! Φυσικά, τα απολιθώματα δεν βρίσκονται σε πυριγενή πετρώματα, αλλά μόνο σε ιζηματογενή και γι’ αυτά τα πετρώματα οι ραδιομετρήσεις δεν είναι συνήθως αξιόπιστες.

Παράδειγμα αυτού του γεγονότος είναι η ταφή απολιθωμάτων κάτω από ένα παχύ στρώμα ηφαιστιακής στάχτης που στερεοποιήθηκε αργότερα και έχει σχηματίσει τόφφο. Αυτό είναι, στην πραγματικότητα, ένα ιζηματογενές στρώμα, αλλά έχει γίνει από πυριγενή ύλη που στερεοποιήθηκε όταν ήρθε σε επαφή με τον αέρα. Αν γίνεται να χρονολογηθεί, θα αποκαλύψει την ηλικία του απολιθώματος που εγκλωβίστηκε σ’ αυτό.

Μια τέτοια περίπτωση βρέθηκε στο Ολντουβάι Γκοργκ της Τανζανίας, όπου απολιθώματα πιθηκοειδών ζώων τράβηξαν ιδιαίτερα την προσοχή, επειδή εκείνοι που τα βρήκαν ισχυρίστηκαν ότι αυτά ανήκαν στην ανθρώπινη οικογένεια. Οι πρώτες μετρήσεις του αργού του ηφαιστειογενούς τόφφου στον οποίο βρέθηκαν τα απολιθώματα κατέδειξαν ηλικία 1,75 εκατομμύρια χρόνια. Αλλά οι μετρήσεις που έγιναν αργότερα σε άλλο επιστημονικό εργαστήριο απέδωσαν αποτελέσματα που έδειχναν ηλικία νεώτερη κατά μισό εκατομμύριο χρόνια. Το πιο απογοητευτικό για τους υποστηρικτές της θεωρίας της εξέλιξης ήταν η ανακάλυψη ότι οι ηλικίες άλλων στρωμάτων τόφφου που ήταν από πάνω και από κάτω δεν ήταν ομοιόμορφες. Μερικές φορές το πάνω στρώμα είχε περισσότερο αργόν από το κάτω. Αλλά αυτό είναι τελείως ανάποδο, γεωλογικά μιλώντας—το πάνω στρώμα πρέπει να έχει καθήσει μετά από το κάτω και θα πρέπει να έχει λιγότερο αργόν.

Το συμπέρασμα ήταν ότι οι ποσότητες «κληρονομημένου αργού» χαλούσαν τις μετρήσεις. Δεν είχε απελευθερωθεί από το λιωμένο πέτρωμα όλο το αργόν που είχε σχηματιστεί πιο πριν. Το ρολόι δεν είχε μηδενιστεί στην αρχή. Αν και μόνο το ένα δέκατο του 1 τοις εκατό του αργού που είχε παραχθεί προηγουμένως από το κάλιο είχε παραμείνει στο πέτρωμα όταν αυτό έλιωσε στο ηφαίστειο, το ρολόι θα ξεκινούσε τοποθετημένο μπροστά κατά ένα εκατομμύριο χρόνια περίπου. Όπως είπε ένας εμπειρογνώμονας «μερικές από τις χρονολογήσεις πρέπει να είναι λάθος, και αν μερικές είναι λάθος, ίσως τότε όλες είναι λάθος».

[Γράφημα στη σελίδα 19]

(Για το πλήρως μορφοποιημένο κείμενο, βλέπε έντυπο)

Η ελάττωση του ουρανίου είναι ευθέως ανάλογη προς την αύξηση του μολύβδου

100%

50%

25%

12.5%

Ημιζωές 1 2 3

μόλυβδος (αργόν)

(κάλιο) ουράνιο