Isotopen beweisen: die Erde ist alt

Kreationisten behaupten oft, dass die Erde jung sei. Es gibt allgemein anerkannte Datierungsmethoden, die auf der Messung von radioaktiven Zerfällen beruhen. Kreationisten sind aber sehr geschickt darin, die Fehlerquellen dieser Methoden so darzustellen, dass es nicht leicht ist, in einer Diskussion dagegen zu bestehen. Es gibt zwar eine Klasse von Datierungs-Methoden, auf die die meisten Einwände der Kreationisten nicht zutreffen, diese Isochron-Methoden, die Sie an anderer Stelle ausführlich beschrieben finden, sind aber nicht leicht zu verstehen.

Im folgenden Artikel, den ich freundlicherweise mit Genehmigung des Autors übertragen durfte, finden Sie eine äußerst leicht verständliche, aber dennoch beweiskräftige Methode, wie man sehr einfach zeigen kann, dass die Erde mit höchtster Wahrscheinlichkeit sehr alt ist.

!!! Hinweis !!!

Bei der Übertragung des englischen Originals habe ich mir selbstverständlich viel Mühe gegeben. Ich bin aber kein ausgebildeter Übersetzer. Es bietet sich deshalb auf jeden Fall an, den englischen Original-Artikel zu lesen:

Original-Artikel

Bevor Sie den Autor beschimpfen, wäre es vielleicht besser, sich erst mal an mich zu wenden. Vielleicht habe ich nur einen Übersetzungsfehler gemacht.

Selbstverständlich können Sie mir jederzeit Kritik, Anregungen oder was auch immer Sie wünschen, zukommen lassen:
 

an Thomas Waschke (Übertragung)

an Don Lindsay (Autor, bitte in englischer Sprache)

Radioaktive Isotope, die in der Erdkruste nicht gefunden werden

Die 84 chemischen Elemente, die man auf der Erde findet, kommen in Form von 339 Isotopen vor. Nur 269 derselben sind stabil, die übrigen 70 sind radioaktiv. Weitere 1650 radioaktive Isotope wurden in Kernreaktoren und Teilchenbeschleunigern künstlich hergestellt.

In der folgenden Tabelle sind alle 29 bekannten radioaktiven Isotope aufgelistet, die eine Halbwertzeit von mehr als einer Million Jahren aufweisen und nicht durch natürliche Kernreaktionen (Zerfallsreihen) kontinuierlich nachgebildet werden. Sie sind nach fallender Halbwertzeit geordnet. Zudem ist angemerkt, ob dieses Isotop auf der Erde vorkommt.

Bemerkenswert ist, dass diese Liste in zwei Hälften zerfällt. Kurzlebige radioaktive Elemente kommen auffälligerweise auf der Erde nicht vor. Wenn wir die Liste bis zu den Isotopen weiter fortgeführt hätten, die Halbwertzeiten von bis zu 1000 Jahren aufweisen, wäre lediglich die Reihe der nein's auf 37 angewachsen.

Die offensichtlichste Erklärung für die angeführten Daten ist, dass alle Elemente schon vorhanden waren, als sich die Erde bildete, dass die kurzlebigeren Isotope in der Zwischenzeit aber zerfallen sind. Diese Erklärung stimmt mit dem Alter überein, auf das sich die Wissenschaftler für das Alter der Erde geeinigt haben.

Selbstverständlich beweist diese Liste keinesfalls, dass die Erde alt ist. Aber sie gibt genau das wieder, was wir erwarten würden, falls die Erde alt ist und sie wäre eine äußerst verwirrende Liste, falls die Erde jung ist.

Anmerkungen:

• Liste von Isotopen, die auf der Erde nicht kontinuierlich in Zerfallsreihen produziert werden.
  Ich habe 4 Isotope aus folgenden Gründen nicht berücksichtigt:
  
  
  • Mangan 53 und Beryllium 10 werden durch kosmische Strahlung in der oberen Atmosphäre, die Staubteilchen trifft, gebildet.
  • Uran 236 wird in Uran-Erzen durch Neutronen aus anderen radioaktiven Substanzen erzeugt
  • Jod 139 wird aus Tellur 130 durch Muonen aus der kosmischen Strahlung gebildet.
    
    

  Es werden auch radioaktive Isotope mit Halbwertzeiten produziert, die unter 1 Millon Jahren liegen, beispielsweise Kohlenstoff 14 (Radiokohlenstoff, Halbwertzeit 5730 Jahre). [ zurück  ]

• Die fehlenden Isotope waren möglicherweise vorhanden, als die Erde gebildet wurde. Man kann vernünftigerweise fragen, ob diese Isotope fehlen, weil sie möglicherweise niemals vorhanden waren. Das ist wenig wahrscheinlich, weil sie 'künstlich' nicht besonders schwer herzustellen sind und die gegenwärtigen wissenschaftlichen Theorien über Sterne und Supernovae aussagen, dass diese Elemente in hinreichend großen Mengen entstanden sind. Technetium 97 beispielsweise ist in der Tabelle mit 'nein' gekennzeichnet, wurde aber in Sternen gefunden. Die naturwissenschaftlichen Theorien über Sterne zeigen, wie dort Technetium 97 ensteht - und wie die Supernova 1987 a Kobalt 56 bildete. [ zurück ]

• Die Liste ist mit dem Alter der Erde vereinbar, auf das sich die Wissenschaftler geeinigt haben. Es beträgt etwa 4,55 Milliarden Jahre. Für die meisten praktischen Anwendungen hat ein radioaktives Material nach 10 bis 20 Halbwertzeiten aufgehört zu existieren. Das beruht darauf, weil 2¹⁰ etwa ein Tausend und 2²⁰ etwa eine Million ist. Deshalb ist nach 20 Halbwertzeiten nur noch etwa ein Millionstel der Ausgangsmenge vorhanden. [ zurück ]

• Die Halbwertzeit von Uran 235 beträgt 705 Millionen Jahre, 4,55 Millarden Jahre sind daher nur wenig mehr als 6 Halbwertzeiten. Es ist daher verständlich, dass geringe Mengen an Uran 235 nach dieser Zeit immer noch vorhanden sind. Tatsächlich macht es etwa ein Prozent des derzeit vorhanden Urans auf der Erde aus. Die relativen Mengen von Uran 235 und Uran 238 waren vor 4,55 Milliarden Jahren etwa gleich. [  zurück ]

• Man findet Plutonium 244. Dessen Halbwertzeit beträgt etwa 82 Millionen Jahre. Sie werden verständlicherweise fragen, warum dieses Isotop in der obigen Liste als 'nein' aufgeführt ist. Die Antwort lautet, dass jemand sehr intensiv danach gesucht hat, eine Quellenangabe finden Sie unten. 85 Kilogramm Molybdän wurden chemisch angereichert und dann mühsam durch ein Massen-Spektrometer geschickt. Die gefundene Menge an Plutonium 244, 10^-14 Gramm, war so gering, dass man durchschnittlich alle 6 Jahre einen radioaktiven Zerfall hätte messen können. Selbstverständlich hätten die Forscher dieses Plutonium 244 nicht mit einem Geiger-Zähler entdecken können. Vor 55 Halbwertzeiten hätte das allerdings einer Menge von etwa einem Kilogramm Plutoniummetall entsprochen. Das ist ein realistischer Wert für 85 Kilogramm Metall-Erz. [  zurück ]

• Die Halbwertzeit von Samarium 146 beträgt 103 Millionen Jahre, 4,55 Milliarden Jahre entsprechen also 44 Halbwertzeiten. Das bedeutet, dass Samarium 146 200 Milliarden mal seltener sein sollte als Uran 235, aber tausendmal häufiger als Plutonium 244. Ich sage voraus, dass, falls jemand sehr aufwändig nach Samarium 146 suchen wird, er dieses auch finden wird. Bei Curium 247 steht das, nach annähernd 300 Halbwertzeiten, vollkommen außer Frage. [  zurück ]

• Kurz, der Grenzwert in der obigen Liste stimmt mit 4,55 Millarden Jahren überein. [ zurück ]

Quellengaben

The Age Of The Earth, pages 80 and 376-387. However, I have used a more recent measurement of Samarium 146's half life: see WebElements and Brookhaven National Labs.

Detection of Plutonium-244 in Nature, Hoffman et al, Nature 234,132-134 (19 November 1971)

an Thomas Waschke (Übertragung)

Stand: 30. Oktober 2000