Menetelmien yhteensopivuudesta

Tukevatko eri menetelmät toisiaan?

Ovatko eri menetelmien antamat tulokset yhteneviä kaikissa geologisissa kerrostumissa, ja minkä verran mittaustuloksissa esiintyy poikkeamia? Niiden luotettavuushan on paljolti kiinni juuri näistä seikoista. Tämä kysymys on jokseenkin sekava vyyhti ja vaatii aikaa selvittää, mitkä oikein ovat ne kovat todisteet tällä alueella. Tässä tarkastelussa keskitytään kambrikauteen ja sen jälkeisiin aikoihin, joten esim. meteoriittien ajoituksiin ei puututa.

Aluksi on pohdittava eräitä tekijöitä, jotta voidaan päätellä, kuinka usein menetelmät antavat odotettuja tuloksia geologisille kerostumille. Ensiksikin, monet vulkaaniset kerrostumat kattavat useita geologisia jaksoja, joten on vaikea tarkalleen tietää, mihin jaksoon ne pitäisi sijoittaa. Sama koskee kerrostumien työntymisiä toisiin kerrostumiin. Kaiken tyyppisiä kallioita ei myöskään pidetä ajoituksiin sopivina, joten ne jäävät tavallisesti pois laskuista. On myös luultavaa, että poikkemia ei kirjallisuudessa raportoida todellisuutta vastaavasti. Kaiken lisäksi musertavan ylivoimainen enemmistö fossiileja sisältävien kerrostumien ajoituksista on tehty K-Ar -menetelmällä. Näin ollen ajoitusten hyväksyntä ei riipu niinkään eri menetelmien yhteensopivuudesta kuin K-Ar -menetelmän tulosten hyväksymisestä. Muiden menetelmien mahdollisesti antamat erilaiset tulokset muodostavat siten prosentuaalisesti hyvin pienen osuuden, joten voidaan väittää tulosten kokonaisuutena olevan yhteneviä. Eri menetelmien yhteensopivuus menettää näin merkityksensä.

Mietitäänpä vielä väitettä, että geologisten kausien radiometriset ajoitukset ovat yhteensopivia toistensa kanssa. Missä siitä on tarkka tai edes likimääräinen tieto? Onko olemassa testattuja tilastoja? Niiden löytäminen ei ole niin helppoa kuin luulisi. Ongelmia on jo siinä, millä tavoin tutkimukset tulisi suorittaa ja luokitella.

Tutkimusesimerkki

Kuvitellaanpa tutkimustilanne, jossa ajoitetaan esimerkiksi geologiset kaudet G1...Gn. Sisällytetään niihin ainoastaan kalliot, joiden kuuluminen näihin geologisiin kausiin voidaan päätellä ilman radiometrisiä menetelmiäkin. Oletetaan lisäksi, että nämä kalliot ovat sellaisia, joihin voidaan soveltaa ainakin yhtä ajoitusmenetelmää, koska kaikki eivät ehkä sisällä esim. argonia. Otetaan sitten satunnainen kallio kaudesta Gi. Valitaan paikat joissa kyseinen kausi näkyy jo päällepäin, jotta vältetään 'turhaa' kaivamista. Käytetään ajoitusmenetelmiä, joiden uskotaan soveltuvan tähän kalliotyyppiin, ja suoritetaan ajoitukset. Sitten lasketaan mittaustulosten keskiarvo, ja saadaan näin kallion keskimääräinen ikä. Voidaan vielä laskea, paljonko eri tulokset eroavat toisistaan.
  Laavavuotoihin on perehdyttävä huolellisesti. Mihin geologiseen kauteen ne kuuluvat? Entä kalliot, joiden kello saattaisi olla resetoitunut myöhemmän kuumentumisen johdosta? Jotta testi olisi puolueeton, määritetään korkeusrajat eri kausille ja kartoitetaan niiden kiintopisteet maastossa. Sitten määritetään mitkä kallioista kuuluvat kauteen Gi, jonka ikä on tarkoitus tutkia. Alitajuisen tarkoitushakuisuuden välttämiseksi mittaukset suoritettaisiin ehkä vielä kaksois-sokkoperiaatteella. Lopuksi lasketaan jakaumat saaduille tuloksille ja niiden keskiarvoille. Näiden laskelmien pohjalta voidaan sitten esittää erinäisiä väittämiä. Voidaan vaikka sanoa perusarvojen kohoavan tultaessa ylöspäin kerrostumissa, tai etteivät poikkeamat ole suuria ja että eri menetelmät antavat samat jakaumat geologisille kausille.

Missä tieto yhtäpitävyydestä?

Eri menetelmien välisistä vertailuista ei juurikaan löydy tietoa geologisista julkaisuista. Yksi tiedossa olevista koskee K-Ar ja Rb-Sr -menetelmiä. Se liittyy kuitenkin varhaisempiin, esikambrisiin kalloihin, eivätkä senkään antamat tulokset olleet kovin hyviä. Näyttää siltä, ettei tällaisia vertailututkimuksia ole tehty, joten puhe menetelmien yhteensopivuudesta on vähintäänkin ennenaikaista. Niiden puuttumisen yhtenä syynä lienee poikkeavien ajoitustulosten prosentuaalisesti pieni määrä (n.10 %).

Kuten edellä on osoitettu, valtaosa ajoituksista on tehty K-Ar -menetelmällä. Monet vulkaaniset kerrostumat ovat biostratigraafisesti (yleiseen kausitaulukkoon verrattuna) hyvin laajoja ja niiden alueelta on tehty monia hyväksyttyjä ajoituksia. Tämä tekee poikkeamaprosentista merkityksettömän. Menetelmien yhtäpitävyys, vahvin argumentti radiometristen ajoitusten luotettavuuden puolesta, näyttää toistaiseksi olevan vailla tukea.

Tulokset voivat näyttää yhtäpitäviltä

Koska pääosaa K-Ar -ajoituksista pidetään yleisesti oikeina, voidaan sanoa tiettyjen mineraalien olevan luotettavia jos ne antavat samoja aikoja. Päinvastaisessa tapauksessa niitä voidaan pitää epäluotettavina. Samoilla perusteilla tiettyjä muodostumia voidaan siis pitää luotettavina tai epäluotettavina. Näin voidaan saada ilmeisiä yhtäläisyyksiä eri menetelmien välille ilman että niitä löytyisi itse luonnossa.

Jotkin aineet saattavat sekoittua nousevaan laavaan ilman täydellistä sulamista ja saada mittauksissa aikaan yhtäläisen vanhoja radiometrisiä aikoja. Sulaa laavaa voi muodostua myös mannerlaattojen pohjalla, joilloin erilaisia kerroksia saattaa sulaa kerralla. Tällöin kevyemmät isotoopit saattavat pyrkiä kohti pintakerrosten magmakammioita, mikä myös saa laavan näyttämään vanhemmalta. Joka tapauksessa on tärkeää tietää, mitkä fysikaaliset prosessit vaikuttavat ajoitusmenetelmien antamiin arvoihin, sekä yrittää ymmärtää mitä ne vaikuttavat ja missä suhteessa ne ovat tuloksiin. Onkin ehkä tärkeämpää kiinnittää huomiota asian tähän puoleen kuin poikkeamiin.

Bentoniitti, luotettava materiaali?

Usein mainitaan eri menetelmien olevan yhtäpitäviä ns. K-T -ajan suhteen, joka on ajoitettu noin 65 milj. vuoden ikäiseksi. Tämä on aika, jolloin dinosaurusten sukupuuttoon kuolemisen uskotaan alkaneen. Yhtäpitävyyttä tässä kohden on pidetty todisteena menetelmien yleisestä yhtäpitävyydestä. Tämä ikämääritys perustuu mm. ns. bentoniitista tehtyihin ajoituksiin. Erään tietolähteen mukaan bentoniitti on hienojakoinen, alumiinipitoisesta savimineraalista muodostunut kivilaji. Toisen lähteen mukaan se on vulkaanisesta tuhkasta syntynyttä, pienen pienistä 'lasipisaroista' koostunutta ainetta, joka on syntynyt hieman jäähtyneen laavan kaasukuplista. Joka tapauksessa nämä mikroskooppiset 'lasipallot' ovat luonnollisesti jäähtyneet hyvin nopeasti. Vaikka kaikki kaasu saattaisi tuolloin poistua niistä, ne ovat kuitenkin ympäristössä, joka sisältää paljon tulivuoresta tulevaa argonia. Ei siten voida taata, etteikö niissä olisi ylimääräistä argonia. Kuplien puhjetessa vapautuva kaasukin joutuu ensinnä niiden lähimpään ympäristöön. Bentoniittiin saattaa siten imeytyä ympäristöstä runsaastikin argonia. Nopean jäähtymisen seurauksena siihen saattaa jäädä myös muita radioaktiivisia hajoamistuotteita, kuten rubidiumia, strontiumia, uraania ja lyijyä, joiden määrä vaikuttaa suuresti ajoitustuloksiin vanhentaen näytteiden ikää. On itse asiassa vaikea kuvitella, miten laava voisi olla sisältämättä näitä aineita, mikä merkitsee sitä, että bentoniitin antamat ajat ovat virheellisiä.

Herää myös kysymys, ovatko bentoniitista saadut ajat todella yhteneviä ja sopivatko ne aina yhteen geologisten kausiensa kanssa. Sitä saattaa esiintyä eri geologisten kausien muodostumissa, mikä seikka olisi syytä selvittää. Elleivät ajat sen jälkeen ole yhteneviä, ei bentoniittiajoituskaan ole käyttökelpoinen. Toisaalta yhtenäisetkään tulokset eivät välttämättä ole lopullinen todiste siitä, että menetelmien antamat iät ovat oikeita.

Ajoitusten poikkeavista tuloksista.

Ellei ajoitus anna odotettua tulosta, puhutaan anomaliasta, poikkeuksesta. Oikean kuvan saaminen asiasta vaatii kuitenkin huomioimaan nämä erilliset tulokset sellaisina kuin ne mittauksissa esiintyvät, eikä erottaa niitä merkityksettöminä muusta tutkimusaineistosta.

Poikkeamien sanotaan muodostavan vain pienen prosentin kokonaisuudesta. Mutta on silti melkoinen joukko ajoituksia, jotka ovat kaukana 'oikeasta' stratigrafisesta sijainnistaan. Niitä on myös julkaistu tieteellisessä kirjallisuudessa. Erään näytteen kohdalla isokronimittaus antoi iäksi 10 mrd. vuotta ja Rb-Sr -isokroni 34 milj. vuotta. K-Ar -ajoitusten on todettu vaihtelevan 7-15 mrd. vuoteen. Ei ole myöskään tavatonta, että kaksi menetelmää antavat saman 'sopimattoman' tuloksen, joka sitten hylätään. Ohuista kerroslaatoista otetut näytteet (joissa ylimääräistä argonia ei uskota olevan) voivat antaa vääriä aikoja. Samoin näytteet, joissa ei näy merkkejä joutumisesta minkään geologisen häiriön kohteeksi. Epäsopivien ajoitusten lukumäärä ei ole ihan vähäinen, eikä niiden tarkkaa prosenttilukuakaan taida kukaan tietää.

Monet ajoitukset antavat lähes samoja aikoja, mutta usein silti eroavat toisistaan 10-20 prosenttia. Jotkut ovat hyvinkin kaukana toisistaan, erot voivat olla satoja miljoonia vuosia. Mikä nämä erot saakin aikaan, se voi vaikuttaa kaikkiin ajoituksiin ja tehdä ne epätarkoiksi. Kiinnostava havainto on, että muutamissa tapauksissa on ylemmistä kerroksista saatu vanhempia aikoja kuin alemmista.

Kaiken kaikkiaan ei ole olemassa absoluuttisesti yhtäpitäviä radiometrisiä kelloja. Eräänä osoituksena niiden epäluotettavuudesta on, että lähes kaikissa tapauksissa äskettäin purkautunut laava näyttää ajoitusten perusteella hyvin vanhalta. Esim. Hawaijin Hualalai-tulivuoresta vv. 1800-1801 purkautunut laava on eri menetelmillä tehdyissä ajoituksissa antanut hyvin erilaisia tuloksia. Kahdentoista raportoidun ajoituksen tulokset vaihtelivat 140 miljoonasta 2.96 miljardiin vuoteen.

Tutkijoiden lausuntoja poikkeamista

Eräiden muidenkin historiasta tunnettujen laavapurkausten ajoitus on antanut niiden iäksi satoja tuhansia vuosia. Hawaijin tapauksessa geologit selittävät syyksi laavan äkillisen jäähtymisen meriveden vaikutuksesta, mikä on estänyt mm. argonia poistumasta. John Woodmorappe on tutkimuksissaan todennut poikkeamista sanotun mm. seuraavaa:

"Viime vuosien parantuneet laboratoriotekniikat ja vakiot eivät ole poistaneet hajontaa. Sen sijaan tiedon lisääntyessä epävarmuus vain kasvaa.." (Waterhouse)

"Yleensä 'oikealla pelikentällä' tehdyt, oikeina pidetyt ajoitukset julkaistaan, mutta niiden kanssa yhteen sopimattomia julkistetaan harvoin eikä niiden eroavuuksia täysin selitetä." (Mauger)

"... olisi tarpeen saada jakso [luotettavia] ajoituksia ja heittää pois ne, jotka ovat pahasti poikkeavia." (Curtis ym.)

".. on tavallista saada kirjo ristiriitaisia aikoja ja valita niistä ylintä arvoa osoittava keskittymä oikeaksi ajaksi." (Armstrong / Besancon)

"Yleensä ottaen eri menetelmien kesken voi odottaa vahvaa yhteen sopimattomuutta." (Brown / Miller)

Woodmorappen mukaan sama ristiriitaisuus on tavallista myös esikambristen kerrostumien ajoituksissa. Hän luettelee myös yli 300 ajoitustapausta, jotka ovat "räikeässä ristiriidassa toistensa ja [kyseisessä paleontologisessa kontekstissa] odotettujen tulosten kanssa." Tämä taulukko rajoittuu vain hyväksyttyihin, noin 20% eroja käsittäviin ajoituksiin, eikä sisällä ns. 'huonoja' eikä julkaisemattomia ajoituksia.

Woodmorappen tutkimuksia on kritisoitu, mutta kukaan ei ole esittänyt kirjallisuudesta yhtään kuvausta poikkeamien todellisesta määrästä, niiden tarkasta erittelystä tai menetelmien yhteensopivuuden asteesta. Kritiikin aineistona on sen sijaan käytetty Woodmorappen omaa tutkimusta. Seuraavassa eräitä muita mainintoja poikkeamista:

"Tapauksista, joista on olemassa sekä hiili-14 että kalium-argon ajoitus samalle tapahtumalle, käy tavallisesti ilmi, että kalium-argon 'kello' ei asetu oikeaan lähtöpisteeseen. Esimerkin tästä tarjoavat Mount Rangotiton [Uuden Seelannin lähistöllä] purkauksen yhteydessä hautautuneet puut. C14 -menetelmä antoi niiden iäksi 225 vuotta, mutta niiden päällä olevasta vulkaanisesta materiasta saatiin K-Ar -menetelmällä paikoin jopa 465 000 vuoden ikä." (Harold Coffin, Origin by Design)

Samantapainen tilanne oli eräässä 1997 Creation ex nihilo -julkaisussa kerrotussa tapauksessa, jossa K.-Ar -menetelmällä laavanäytteen iäksi saatiin 45 miljoonaa vuotta, mutta kolmessa eri laboratoriossa tehty hiiliajoitus antoi tulokseksi n. 35 000 vuotta.

"Huomaamme, että useimmat alkuperältään radioaktiiviset malmit, joihin kuluminen ei ole päässyt vaikuttamaan, ovat tasapainossa. Monet kerrostuneista uraanimalmeista eivät ole." (Coffin)

Koska tasapainoon pääsemiseen uskotaan kuluvan miljoona vuotta, tämä on ongelma kerrostumissa, joiden oletetaan olevan vanhempia kuin miljoona vuotta. Ei kuitenkaan voine väittää, että näitä poikkeamia tarkoituksella salattaisiin; ne vain monen mielestä näyttelevät merkityksetöntä osaa kokonaisuudessa. Ne viittaavat kuitenkin siihen, että ajoituksen perusteissa on jotain pielessä. Eräs julkaisu kertoo:

"Kallioiden muutosprosessit voivat tehdä vulkaanisen kiviaineksen hyödyttömäksi kalium-argon ajoituksessa. Olemme analysoineet useita kiteytyneitä lajeja, joiden ikä tunnetaan, ja kaikki olivat liian nuoria. Joidenkin iäksi saatiin lähes nolla, vaikka geologisit todisteet edellyttivät kiteytymisen alkaneen pian kerrostuman muodostumisen jälkeen." (American Journal of Science, 1964)

Miksi poikkeamien prosenttiosuudella ei ole merkitystä?

Radiometristen ajoitusmenetelmien luotettavuuden todisteena siis pidetään niiden yhteensopivuutta, eli sitä, että samoja geologisia kausia ajoitettaessa niillä saadaan samoja odotettuja tuloksia. Tämä seikka ei kuitenkaan vielä todista, että itse ajoitukset ovat oikein. Jos kallio ajoittuu liian vanhaksi, voidaan sanoa, ettei kello ole resetoitunut. Jos se ajoittuu liian nuoreksi, voidaan olettaa myöhempää kuumentumista. Eikä kaikkia ajoituksia aina pidetä poikkeavina. Jos laava työntyy kauteen X, ajoitusten antamia tuloksia tuosta laavasta ei pidetä poikkeavina. Vieläpä yhden tai kahden alemman kauden ajoituksia voidaan pitää jokseenkin luotettavina. Ellei jonkin kallion geologista kautta muuten saada selville, sen ikä helposti määritellään lähistöllä tehtyjen ajoitusten mukaan. Tilanteessa ei tällöin nähdä mitään poikkeavaa. On näin ollen vaikea tietää, mikä olisi järkevin tapa testata ajoitusten luotettavuutta, määritellä poikkeamia tai selvittää niiden todellista määrää. Tätä kysymystä ei ole julkisuudessa paljoakaan pohdittu.

Ajanmäärityksen raja-arvoista.

Vulkaaniset rakenteet ansainnevat hieman lisäselvennystä. Purkautuneen tai kerrostumiin tunkeutuneen laavan sijaitessa geologisten kerrostumien A ja B yläpuolella, sille ajoituksissa 'sallitut' iät ovat vähintään A:n ja korkeintaan B:n 'taulukkoiät' eli näille kausille yleisesti hyväksytyt iät. Niitä sanotaan laavavuodon biostratigrafisiksi rajoiksi. Woodmorappen mukaan monilla laavavirtaamilla näitä rajoja ei ole lainkaan ja useimmilla niiden välinen alue on hyvin laaja. Jos laava esimerkiksi sijaitsee prekambrisen kallion päällä eikä sen itsensä päällä ole mitään, sen ajanmääritykselle ei ole rajoja. Tällaisilla laavoilla on usein laaja sisäinen hajonta ajoituksissa, mutta niitä ei pidetä poikkeamina johtuen siitä, että raja-arvoja ei ole asetettu. Joissakin tapauksissa määritetyt raja-arvot ovat hyvin horjuvia. Tämä on eräs syy siihen, miksi ilmoitettujen poikkeamien prosenttiluvulla on vain vähän merkitystä.

Jos, kuten Woodmorappe toteaa, monilla laavaesiintymillä ei ole biostratigrafisia rajoja, lähes mikä tahansa niille saatu aika on hyväksyttävä. Siten näitä aikoja ei pidetä poikkeamina, vaikka niiden voisi ajatella olevan hyvinkin hajanaisia. Useimpien laavaesiintymien raja-arvot on arvioitu hyvin väljästi, joten sattumalta monien mittaustulosten katsotaan olevan hyväksytyissä rajoissa. Jos vulkaaninen purkauma pakonomaisesti sijoitetaan geologisten kausien X1 ja X2 ja niitä vastaavien aikojen T1 ja T2 väliin ja kaikki 20 prosentin sisällä olevat poikkeamat katsotaan normaaleiksi tuloksiksi, silloin käytännössä yksikään tuloksista ei ole poikkeava. Tämä koskee huomattavaa osaa koko geologisesta historiasta, ja on jälleen yksi syy siihen, miksi poikkeamien prosentuaalinen osuus on vähämerkityksinen.

Vulkaanisia esiintymiä on erilaisia. Osa purkautuu pintaan jäähtyen nopeasti kiteiseksi basaltiksi. Osa työntyy kallioissa olevin halkeamiin ja jäähtyy paljon hitaammin muodostaen suurikiteisiä kivilajeja, kuten graniittia. Kaikilla on kuitenkin taipumus suuressa määrin sekoittua ympäristöönsä ja siten sisältää laajan biostratigrafisen alueen. Tämä merkitsee myös laajaa kirjoa aikoja, joita ei pidetä poikkeuksina. Kun muistamme, että useimmat radiometriset ajoitukset on tehty vulkaanisesta materiaalista, nähdään jälleen, ettei poikkeamien prosenttiosuudella ole kovin paljon merkitystä. Sen sijaan kannattaisi pohtia, onko todisteita siitä, että eri menetelmät ovat yhtäpitäviä.

"Monet intrusiiveista (syvemmistä laavaesiintymistä) saadut poikkeavat tulokset järkeillään välittömästi pois hyväksymällä itse ajoitukset mutta mutta tulkitsemalla biostratigrafinen sijainti uudelleen", toteaa Woodmorappe. Tämäkin tietysti merkitsee, ettei tuloksissa nähdä mitään poikkeavaa, koska geologinen kausi sovitetaan yhteen ajoitusten kanssa. Koska valtaosa ajoituksista tehdään samalla menetelmällä, ei ole ihme, että ne tuottavat näennäisesti hyvin vähän poikkeavia tuloksia.

 
Edellinen     Seuraava
Edellinen osa     Seuraava osa


14.08.04