Для многих людей трудность примирения науки и Торы связана с проблемами датировки объектов и событий, установления возраста Земли. Тора утверждает, что миру меньше шести тысяч лет. Наука же определяет его возраст величиной порядка нескольких миллиардов лет. Кажется, некоторое расхождение налицо. Но так ли это в действительности? С этой целью рассмотрим один из наиболее распространенных в науке — метод радиоуглеродной датировки.
Углерод — 14
Углерод в том виде, каким мы его знаем, называют углеродом-12. Число 12 указывает на суммарное количество нейтронов и протонов, составляющих ядро углеродного атома. Существует, однако, и другая его форма или изотоп — углерод-14 — с двумя дополнительными нейтронами. Углерод-14 — радиоактивен и распадается с известной скоростью: за период времени порядка 5700 лет остается половина первоначального количества, а вторая половина — подвергается радиоактивному распаду.
Углерод-14 образуется в атмосфере, в результате ядерной реакции, энергию для которой поставляют космические лучи, непрерывно бомбардирующие Землю. В свою очередь, углерод-14 реагирует с кислородом, образуя двуокись углерода. Радиоактивная двуокись углерода (ее менее одного процента) вместе с обычной двуокисью углерода распределяется в земной атмосфере и в конечном счете поглощается живыми организмами — растениями и животными. Когда организм умирает, он перестает поглощать радиоактивный изотоп. Таким образом, измерив соотношение между изотопами углерода в ранее жившем организме и, зная скорость распада углерода-14, можно посредством экстраполяции (вычисления по ряду уже известных значений — других значений, находящихся за пределами ряда точно установленных величин) во времени вычислить, сколько лет назад прервалась жизнь изучаемого существа. Таков, вкратце, принцип радио-углеродного метода датировки. Рассмотрим теперь некоторые допущения, лежащие в основе этого метода.
Магнитное поле Земли
Основная предпосылка заключается в том, что соотношение между углеродом-14 и углеродом-12 постоянно и не изменялось на всем протяжении лет. Это допущение подразумевает, что скорость продуцирования углерода-14 одинакова повсюду на Земле и всегда была такой, как сейчас, а интенсивность космического излучения, падающего на Землю, одинакова во все времена и повсеместно.
Еще одно допущение утверждает, что источник двуокиси углерода для живых организмов находится только в атмосфере.
Еще В.Ф. Либби, открывший радиоуглеродный метод, обращал внимание на необходимость осторожного подхода к этим его допущениям. И он оказался прав. Впоследствии были обнаружены значительные изменения скорости образования углерода-14 в зависимости от климата, времени года и географического положения. Было установлено также, что концентрация углерода-14 весьма зависит от космической радиации, которую резко меняют колебания магнитного поля Земли. В первую очередь следует указать на смещение магнитных полюсов Земли, которое происходило и в недавнее время.
Следует также отметить два события в новейшей истории, повлиявших на соотношение между углеродом-14 и углеродом-12. За последнее столетие человечество вступило в индустриальную эру, а это связано с массированным сжиганием горючего. Сгорание углеродосодержащих веществ привело к выделению в атмосферу большого количества двуокиси углерода и к уменьшению соотношения между углеродом-14 и углеродом-12. Вторым событием являются ядерные взрывы, приведшие к значительному увеличению содержания углерода-14 в атмосфере — на 40% в северном полушарии только за 1962-63 годы. А кроме того, следует вспомнить, что некоторые виды растений, произрастающие в почвах, богатых известняком, получают часть углерода-12 из почвы, а не из атмосферы, и, следовательно, имеют иное соотношение между углеродом-14 и углеродом-12, чем аналогичные растения в неизвестковых почвах.
Ровесники Земли
В науке существует правило перепроверки, и есть, оказывается, способ проконтролировать радиоактивный метод на объектах весьма почтенного возраста. Известно, что некоторые виды деревьев, произрастающих на западе США, имеют возраст порядка нескольких тысяч лет. Несколько образцов таких деревьев были использованы для сравнения даты, найденной радиоуглеродным методом, с датой, полученной путем подсчета годовых колец (для надежности такой подсчет ведут с помощью микроскопа). Поскольку точность датировки по годовым кольцам принимается как аксиома, этот метод идеально подходит для проверки радиоуглеродной датировки.
Содержание углерода-14 в старейшем годовом кольце показало возраст порядка 8000 лет, а точный подсчет колец — всего 5362 года. (Интересно отметить, что эта величина вполне соответствует возрасту Земли). Надежность радиоуглеродного метода, как мы видим, не получила подтверждения. Другими словами, экстраполяция назад на большие периоды времени предусматривает допущения, не поддающиеся строгой проверке.
Экстраполяция в пространстве и времени, недоступном для прямого наблюдения, является фундаментальным, хотя и проблематичным принципом науки. Теория эволюции и некоторые теории космологии дают более разительные примеры необоснованной экстраполяции, чем практика радиоуглеродной датировки. И наука, если она добросовестная наука, должна быть способна к самокорректировке, обязана ставить под сомнение и подвергать проверке правильность экстраполированных заключений.
Автор статьи д-р Ханока окончил Университет штата Пенсильвания в 1967 году, получив звание доктора в области физики твердого тела. Опубликовал около 20 научных статей, посвященных политипизму кристаллов, солнечным элементам и токам, возбуждаемым электронными пучками в твердых телах. Работал ведущим физиком в компании «Мобил Тико», занимающейся исследованиями в области использования солнечной энергии.
