碳-14及其他放射性测年法

原文章名：Geological conflict

对于多数人来说，在采石场发现木头化石并不是什么稀奇事。然而，最近在石灰岩中发现了一些木化石却非同小可，因为旁边还有著名的侏罗纪（据称是1.42–2.057亿年前）标准化石（见下图）。

 

图 1. 定位地图显示，横贯英国南部和中部的泥灰岩岩层的露头模式（参见1）。

大众可能并不知道，尽管现在有放射性定年技术，但对于千百万年的地质定年工作，标准化石仍然起至关重要的作用。并非所有地点都有适合放射性定年的岩石，但在任何情况下，如果放射性定年结果的年代与化石年代不一致，化石的年代通常会被优先采用。

在侏罗纪石灰岩中发现这种木化石，表明有测试放射性碳（¹⁴C）存在的可能。然而，大多数地质学家不会为这种测试费心，因为他们认为不会有¹⁴C存在。

¹⁴C半衰期只有5570年，即便使用最敏感的设备，在大约50000年后也无法检测到任何¹⁴C的踪迹，更不用说数百万年了。因此，这种来自侏罗纪泥灰岩中的木化石可以用于检验支撑着现代地质学的化石定年技术的有效性。

 

泥灰岩岩层

图2. 定位地图显示了泥灰岩岩层的分布，在班伯里（Banbury）西面，拉特里（Ratley）村附近边山（Edge Hill）的霍顿采石场（Hornton Quarries）。

泥灰岩岩层（Marlstone Rock Bed）是一个独特的石灰岩单元，从英国南部多塞特（Dorset）海岸的莱姆里吉斯（Lyme Regis）露头，向东北至靠近北海（North Sea）海岸的赫尔（Hull）以西（图1）。¹在许多地方，最上面的5-30厘米（2-12英寸）或更多的岩层已经风化和蚀变，原始的绿色铁矿物² 被氧化成褐铁矿（含水氧化铁），并且某些地区，含沙量更高。过去，人们经常在露头开采铁矿石和建筑石材。

进化论地质学家认为最上面的三米（10英尺）泥灰岩岩层代表整个Tenuicostatum带，即托阿尔期（Toarcian Stage）¹的基底带 ，这是早侏罗纪的最后一个阶段。把这一层岩层定为这个时期是基于其中的标准化石——菊石（Dactylioceras tenuicostatum）。¹

因此，根据地质年代划分，该岩层的年龄约为1.89亿年。³

仍在泥灰岩岩层开采的采石场中，最著名的是靠近拉特里（Ratley）村的霍顿采石场（Hornton Quarries），它位于边山（Edge Hill）高原西北边缘，离班伯里镇（Banbury）西北约10.5公里（6.5英里）（图2和图3）。

早在中世纪，人们就在那里开采 建筑石材，它们被称为“霍顿石”。^4、5

 

一场位于霍顿采石场的定年检验

图 3（a） 班伯里西北部拉特里附近的边山霍顿采石场南墙的视图。

图 3（b）南墙采石场的近距离视图显示了泥灰岩层顶部的氧化石灰岩，该层用于开采褐色霍顿（“Hornton Brown”）建筑石材。

两次对霍顿采石场的考察确定了在“霍顿石”（泥灰岩层顶部氧化粉质）中，木化石出现在菊石和箭石两种标准化石（见下文）旁边。在采石场中发现的菊石是指菊石（Dactylioceras semicelatum）（图4），在Tenuicostatum带的一个亚带中含量丰富。¹

木化石是在一个箭石上方发现的（图5），该箭石可能属于Acrocoelites属，这是一个西北欧的托阿尔期（Toarcian）的标准化石。⁶在采石过程中发现了许多这样的箭石（图6）。按照进化论的定年框架，这些标准化石可以将包含它们的岩石定为早侏罗纪，有大约1.89亿年的历史。^1、3按逻辑，木化石应该也是这个“年龄”。

从霍顿采石场南墙采集了三个木化石标本，一个是在第一次访问期间从紧邻贝莱姆尼化石（图5）的地方采集的，两个是在第二次访问期间从附近的地方采集的。所有的木化石标本都来自于可能是在原地形成化石的树枝残段。

木质的内部结构很明显，因此样本不是生长于地表的现代树木深入风化岩石中的树根残余。取样时，木化石很容易碎裂，尽管在石化过程中被铁矿物置换，但特征仍为“木质”。

三份样本都被送至美国波士顿剑桥市的地质时间实验室（Geochron Laboratories）进行放射性碳（¹⁴C）分析，为了多方核对，第一份样的一部分也被送至澳大利亚核科学技术组织（Australian Nuclear Science and Technology Organisation ，简称Ansto）的安塔尔质谱实验室（Antares Mass Spectrometry Laboratory），该实验室位于澳大利亚悉尼附近的卢卡斯高地（Lucas Heights）。

这两家都是国际公认的知名实验室，前者是商业实验室，后者是一家重点研究型实验室。

以确保结果不会受成见影响， 样本采集地点和样本的进化论年代均没有告知实验室工作人员。

图 4.从位于边山的霍顿采石场顶部泥灰岩岩层中采集的标准化石——菊石（指菊石）。

图 5.边山霍顿采石场南墙出露的泥灰岩层顶段的木化石。这支笔不仅用于大小参照，同时指向一个位于木化石正下方的箭石的圆形轮廓上的末端（采样为UK-HB-1）。

两个实验室都使用了较为灵敏的加速器质谱（AMS）技术进行放射性碳分析，即使是在含微量碳的样本上也能得到可靠的结果。

 

结果

放射性碳 （¹⁴C） 结果如表 1 所示。很明显，所有木化石样本中都有可检测到的放射性碳，计算出的碳14年龄在距今20700±1200至28820±350年之间。

对于从箭石标准化石顶部采集的样本UK-HB-1（图5），两个实验室的结果在误差范围内相当接近，按平均值得出的碳14年龄几乎与样本UK-HB-2的定年结果——距今22730±170年相同（在误差范围内）。

或者，如果对三个样本的所有四个结果取平均值，则碳14年龄几乎与地质时间实验室给出的UK-HB-1结果相同，结果是距今24005±600年（在误差范围内）。这表明，对这种木化石的碳14年龄的合理估计是距今23000-23500年。

很明显，这个放射性碳年龄大大短于1.89亿年的年龄，即从木化石中发现的标准化石，以及宿主岩石的年龄。

当然，均变论地质学家根本不会对这个木化石进行放射性碳含量检测。根据他们的预测，其中根本不应该有放射性碳，因为他们认为它已经有1.89亿年的历史，这个年龄则是基于标准化石。

在超过50000年的木头中，不应该检测到¹⁴C残留。毫无疑问，他们因此认为检测到的放射性碳（已经明确证明是在这个木化石中检测到的）不知道是由什么原因造成的污染所致。这种评判完全没有道理（见下方信息内容）。

标准化石和地质学定年

图 6. 四个箭石，有可能是Acrocoelite属, 来自边山的霍顿采石场泥灰岩岩层顶部部分（笔用于测量）。这些逐渐变细到顶端的箭石的圆柱形骨骼壳被称为吻部（见下文参考文献和注释2，标准化石和地质定年）。

对于进化地质学家来说，化石仍然是确定地层年代的重要依据，但并非所有的化石都同样有用。那些似乎在岩层鉴定和定年方面很好用的化石被称为“标准”化石（又称指标化石）。

成为标准化石的标准就是地理分布非常广，最好在几个大洲的岩层中都有。另一方面，这种化石的垂直分布必须很窄，也就是说，仅被埋在少数的几层岩层中。进化论者认为，这意味着物种生存和死亡的时间相对较短（可能是几百万年）。因此，据推测，含有这些化石的岩层就代表这个物种生存的较短时期，因此可以将这个时期（年代）相应地安在每个大陆上埋有这些化石的岩层上。当然，这个时期与其他标准化石和岩层的“时期”关系则是取决于物种在进化“生命树”中的位置。¹

著名的标准化石包括菊石（已灭绝的盘壳头足类动物，类似于今天的鹦鹉螺的海洋软体动物）和箭石（已灭绝的直壳头足类动物）。²二者都是头足类（类似鱿鱼）生物的化石，在所谓的中生代岩石中常见。它们是非常重要的标准化石，用于确定岩石层的年代和相互关系（比如在整个欧洲，特别是在地质时间尺度的所谓白垩纪和侏罗纪时期^2,3，据称分别跨越0.65-1.42和1.42-2.057亿年前⁴）。然而，这些标准化石还没有直接通过放射性技术定年。

 

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参考文献和注释

1. 千百万年是人做出的解释，需要与含化石的岩层序列（层层叠加）的实际情况分开来看。创造论地质学家并不否认存在一个真实的地质记录。他们认识到岩石和化石通常是按特定的顺序被发现的，但拒绝接受为这一顺序所附加的千百万年的时间框架。相反，全球创世记大洪水期间的灾难性地质过程可以充分解释这一地质记录。

2. Moore, R.C., Lalicker, C.G. and Fischer, A.G., Invertebrate Fossils, McGraw-Hill, New York, ch. 9, pp. 335–397, 1952. Clarkson, E.N.K., Invertebrate Palaeontology and Evolution, George Allen & Unwin, London, pp. 165–186, 1979.

3. Doyle, P. and Bennett, M.R., Belemnites in biostratigraphy, Palaeontology 38（4）:815–829, 1995.

4. Gradstein, F. and Ogg, J., A Phanerozoic time scale, Episodes 19（1&2）:3–5 and chart, 1996.

 

放射性碳可能源于污染吗？

四个不可能的原因

• 相同的样本取了两份送至两个实验室，两个实验室各自获得了相似的结果。此外，三个不同的样本分两批送至同一实验室，获得了同样的结果。这排除了污染。
• 放射性碳定年取决于放射性碳的数量，最初存在于活植物中，现在留在木化石样本中。在这些样本中，¹⁴C 的残留量约为现存植物的2.5%到7.5%。任何不可避免的污染（如灰尘、真菌孢子）都是微小的，最多可达0.2%，对这些放射性碳“定年”的影响可以忽略不计。¹
• 表1的最后一列列出了 δ¹³C_PDB 结果，²与木化石分析中的碳一致，代表来自陆生植物木材的有机碳。³
• 这一说法意味着有损两个放射性碳实验室的博士科研人员的工作能力，作为合格的常规从业人员，他们了解污染的可能性以及如何在样本处理中避免污染。

样本	实验室	实验室代号	14C ‘定年’（距今年）	δ13CPDB ‰
UK-HB-1	Geochron ANSTO	GX-21666-AMSOZC201	24,005 ± 600 20,700 ± 1,200	-22.9 -16.6
UK-HB-2	Geochron	GX-21611-AMS	22,730 ± 170	-24.0
UK-HB-3	Geochron	GX-21612-AMS	28,820 ± 350	-25.3
表 1. 木化石样本放射性碳 （14C） 分析结果，英国霍顿采石场泥灰岩岩层

 

参考文献和注释

1. 根据英国牛津大学放射性碳组主任Hedges教授1998年1月22日致英国伊利沙姆岛的Jack Lewis先生的一封信中的说法，对于最近距今37000多年的‘定年’，相当于样本中只剩下1%的放射性碳，现代尘埃或藻类孢子污染0.2%的影响可以忽略不计。
2. δ¹³C_PDB表示样本中¹³C/¹²C （两种稳定同位素）的比率与PDB（Pee Dee Belemnite）标准（美国南卡罗来纳州白垩纪Pee Dee地层的箭石）的测量差异。使用的单位为千分之几，以‰表示；或百万分之几（与百分之几相比，以%或%表示））不同种类生命体的有机碳给出不同的特征δ¹³C_PDB值。
3. Hoefs, J., Stable Isotope Geochemistry, 4^th edition, Springer-Verlag, Berlin, pp. 133–134, 1997.

 

结论

英国班伯里附近泥灰岩层顶部三米内的木化石的¹⁴C定年结果为距今23000-23500年。然而，根据进化论和地质均变论的假设，这块岩石中的菊石和箭石标准化石的年代约为1.89亿年。显然，两个定年结果不可能都对！

此外，陆生植物的碎木块与海洋生物菊石和箭石一起被掩埋在石灰岩中形成化石，这很奇怪。根据均变论者的观点，石灰岩是在数千年的时间里缓慢沉积在一个浅海海底形成的，那里通常不会有树木的木材。

然而，木头化石的放射性碳定年强有力地揭示了地质定年的假设（基于进化论和地质均变论的假设）是完全失败的。

对这种石灰岩以及其中包含的陆生木材和海洋贝类化石的混合物的形成，更为合理的解释是一场席卷陆地和海底的洪水灾难，如圣经记载的发生于新近历史的全球洪水。

这种木化石距今23000-23500年的 ¹⁴C 定年与4500年前洪水期间掩埋的木化石并不矛盾，因为原始植物生长在洪前时代。在洪水之前和期间，地球更强大的磁场可以更有效地保护地球不受来自宇宙射线的影响，⁷所以那时大气中的放射性碳要少得多，因而植被中的放射性碳也要少得多。由于实验室计算¹⁴C 定年，其假设是过去大气放射性碳的水平与1950年的水平大致相同，因此得出的放射性碳定年远远大于实际年龄。^8、9

因此，若理解正确，这种木化石及其¹⁴C 分析严重质疑了标准化石定年方法的有效性及其均变论和进化论假设的准确性。

另一方面，这些结果与圣经——造物主的话中记载的最近全球创世记大洪水的细节完全一致。

 

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 参考文献和注释

[1] Howarth, M.K., The Toarcian age of the upper part of Marlstone Rock Bed of England, Palaeontology 23（3）:637–656, 1980. 返回到文本

[2] 有些铁矿物是绿色的，如海绿石、黄铜矿和蛭石（粘土矿物），有时可在石灰石中发现。菱铁矿（碳酸铁）有时也是绿色的。返回到文本

[3] Gradstein, F. and Ogg, J., A Phanerozoic time scale, Episodes 19（1&2）:3–5 and chart, 1996. 返回到文本

[4] Whitehead, T.H., Anderson, W., Wilson, V. and Wray, D.A., The Mesozoic ironstones of England: the Liassic ironstones, Memoirs of the Geological Survey of Great Britain, London, 1952. 返回到文本

[5] Edmonds, E.A., Poole, E.G. and Wilson, V., Geology of the country around Banbury and Edge Hill, Memoirs of the Geological Survey of Great Britain, London, 1965. 返回到文本

[6] Doyle, P. and Bennett, M.R., Belemnites in biostratigraphy, Palaeontology 38（4）:815–829, 1995. 返回到文本

[7] Humphreys, D.R., Reversals of the earth’s magnetic field, in: Proceedings of the First International Conference on Creationism, Walsh R.E., Brooks, C.L. and Crowell, R.S., （editors）, Creation Science Fellowship, Pittsburgh, PA, USA, Vol. II, pp. 113–126, 1986. 返回到文本

[8] 洪水还掩埋了大量的碳。因此，大洪水过后，稳定的¹²C 不会在生物圈中完全被取代，而¹⁴C 则会在大气中（从氮中）再生。因此，将今天的¹⁴C/¹²C比率与大洪水前材料中的¹⁴C/¹²C 比率进行比较，会产生过高的校准，导致“年龄”太大。返回到文本

[9] 放射性碳（¹⁴C）定年法虽然证明了木化石样本不可能有千百万年的历史，但并未能提供它们的真实年龄。然而，研究结果显示，在地质记录深处的木化石依然含有放射性碳，这一现象，根据木材在全球大洪水期间被掩埋和石化的情况，是可以预见的。 另见： Snelling, A., Stumping old-age dogma: radiocarbon in an ancient fossil tree stump casts doubt on traditional rock/fossil dating, Creation 20（4）:48–51, 1998; Snelling, A., Dating dilemma: fossil wood in ancient sandstone, Creation 21（3）:39–41, 1999. 返回到文本

 

 

 

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