Туф с раскопок Кея Беренсмайера показывает недостатки радиометрического датирования

Заявление:

Туф КБС (Кея Беренсмайера, по имени геолога, который описал его первым) - это слой пепла в формации Кооби Фора к востоку от оз. Туркана в Северной Кении. Он важен из-за того, что в нём и под ним найдены окаменелости и изделия людей, поэтому его возраст даёт нам минимальный возраст этих находок. При различных попытках его датирования получались разные результаты, от 0,52 до 220 млн. лет. Датирование туфа КБС показывает огрехи радиометрического датирования. Отбираются "хорошие" данные, согласующися с принятой датировкой окаменелостей, в то время как об аномальных датировках не сообщается совсем. А на практике нельзя быть уверенным, что были отобраны незагрязнённые образцы.

Ответы

1. Полемика о туфе КБС иллюстрирует многие проблемы радиометрического датирования, но она в равной степени показывает и то, что проблемы эти вполне преодолимы.

Туф КБС - это слой переотложенного вулканического пепла, поэтому в нём содержится и смесь более древних отложений. Датировать этот слой вполне возможно, но надо тщательно отбирать только самые молодые породы, иначе будет определяться возраст более древних отложений вмытых в этот слой, а не сам слой. Именно это наблюдалось в случае с первыми датировками, полученными с этого туфа. В одном исследовании с целью проверки возможности датирования образцов с этого туфа образцы были загрязнены немолодыми компонентами, которые нельзя было отсеять, отчего получился возраст более 200 млн. лет. Было рекомендовано собрать новые образцы, от которых можно было бы отделить подходящие отдельные кристаллы (Fitch and Miller 1970). Эти новые образцы были датированы на основе метода 40Ar/39Ar 2,61 +/- 0,26 млн. лет (Fitch and Miller 1970).

Впрочем, вскоре обнаружились расхождения с этой датировкой. Работа с ископаемыми животными, особенно свиньями, показала, что изучаемые слои соответствовали более молодым слоям в близлежащей долине Омо. На ранних стадиях эта обработка окаменелостей была достаточно неточной и датировка 2,61 млн. лет ещё была оправдана (Maglio 1972). Однако при улучшения качества их обработки окаменелости продолжали указывать на более молодой возраст (White and Harris 1977). И в 1975 г. другая лаборатория, использовавшая метод K-Ar, сообщила о датировках 1,82 и 1,60 млн. лет (Curtis et al. 1975).

Фитч и Миллер для решения проблемы этих расхождений прибегли к независимому методу, датированию по следу деления. Первые результаты дали датировку 2,44 +/- 0,08 млн. лет (Hurford et al. 1976). Это хорошо сходится с возрастом 2,42 млн. лет, который Фитч и его коллеги (Fitch et al., 1976) повторно вычислили исходя из своих первоначальных результатов. Проведённые ими затем измерения методом 40Ar/39Ar дали разброс датировок от 0,52 +/- 0,33 до 2,6 +/- 0,3 млн. лет. Они объяснили этот разброс повторным нагреванием кристаллов после их отложения. Исследования палеомагнетизма дали двусмысленные результаты (Brock and Isaac 1974; Hillhouse et al. 1977).

Однако основная масса данных вскоре начала сходиться на возрасте около 1,9 млн. лет. Одно исследование остаточных элементов в минералах показало, что туф КБС соотносится с туфом Н2 в формации Шунгура, неоспоримо датированным 1,8 млн. лет (Cerling et al. 1979). Датировка 1,6 млн. лет, сообщённая Кёртисом и коллегами (Curtis et al., 1975) оказалась ошибочной из-за неправильного баланса (Drake et al. 1980). Одно последующее исследование методом следа деления, при котором тщательно старались устранить возможные ошибки, дало возраст 1,87 +/- 0,04 млн. лет (Gleadow 1980). Поскольку полемика стала довольно горячей, для независимого датирования был приглашён ещё один специалист, Иан Мак-Дугалл. Он, с помощью метода K-Ar, пришёл к датировке 1,89 +/- 0,01 млн. лет, а с помощью метода 40Ar/39Ar - к датировке 1,88 +/- 0,02 млн. лет (McDougall et al. 1980; McDougall 1981, 1985). Геологические данные и согласованность датировок, полученных из различных источников, указывает на то, что повторное нагревание после отложения маловероятно.

Уроки, которые стоит извлечь из споров о датировке туфа КБС, состоят не в том, что радиометрическое датирование не действует, а в том, что оно действует с некоторыми оговорками.

- Некоторые формации датировать проще, чем другие. Туф КБС был особенно труден для датировки потому, что в него были включены вулканические отложения нескольких разных эпох. Более того, он был внешне похож на другие туфы, поэтому надо было тщательно удостовериться, что на разных участках речь идёт об одном и том же слое. Всё это требует внимательной работы сведущих геологов. Если бы не его значение для определения возрастов важных окаменелостей гоминидов, геологи, вероятно, вообще не возились бы с его датированием.

- Некоторые способы датирование в определённых обстоятельствах вообще просто не годятся. Как отмечено было выше, исследование палеомагнетизма в этом месте не приносит особой пользы.

- Разногласия в датировках не отбрасываются сразу же. В дополнение к попыткам решить проблему с помощью дальнейшего датирования, эти расхождения заставляли людей искать источники ошибки. Первоначальная ошибочная датировка Фитча и Миллера могла быть точной для слоя пепла возрастом около 2,5 млн. лет, присутствующего в близлежащих районах, но, видимо, вынесенного эрозией с формации Кооби Фора. Видимо, какая-то часть пемзы, выброшенной при извержении, была включена в туф КБС. Образцы, отосланные в независимую лабораторию для "слепого" датирования подтвердили её более высокий возраст (Fitch et al. 1996). С другой стороны, эта и другие аномальные датировки могли быть вызваны загрязнением более древним материалом. Такое загрязнение приводило в анализе Кёртиса и его коллег (Curtis et al., 1975) к датировкам в диапазоне 2.0 - 6.2 млн. лет, пока они не пересмотрели свои процедуры очистки образцов. Могли внести свой вклад также сильное загрязнение атмосферным аргоном и аналитические ошибки (McDougall et al. 1980). Исследование по следу деления, давшее возраст 2,44 млн. лет, было первым опытом такого исследования для датирования столь молодых цирконов. Проведённый Глидоу (Gleadow, 1980) повторный анализ вскрыл проблемы стандартных методов и привёл к созданию новой методики для работы с цирконами с низкими плотностями следов.

- Объективной оценке данных могут мешать предвзятость людей и их личностные особенности. В полемике о туфе КБС свой вклад в разрешение проблемы и, что наверняка, в её драматичность могли внести личные конфликты. Но в итоге всякого учёного должны сдерживать объективные факты. Воспроизводимость информации, свободный к ней доступ и осведомлённость о конфликте интересов помогают гарантировать то, что результаты определяются не личными слабостями. Благодаря наличию таких механизмов, все учёные, первоначально поддерживавшие более древнюю датировку туфа КБС 2,6 млн. лет, позднее приняли возраст 1,88 млн. лет (Lewin 1987).

Заметьте, что при устранении известных источников ошибок разные методы дают одинаковые результаты. K-Ar, 40Ar/39Ar и методы следа деления в конечном счёте дают одни и те же результаты. Эти результаты были по окаменелостям и по анализу следа деления соотнесены со слоями того же возраста в других местах.

2. Различные датировки, всерьёз обсуждавшиеся в связи с туфом КБС, в диапазоне от 1,6 до 2,6 млн. лет никогда не приближались к срокам, которых требует младоземельный креационизм.