Сенсационная история Земли

Скляров Андрей Юрьевич

Рис. 150. Дискордия при датировке цирконов Джек-Хиллз

Естественно, что у читателя прежде всего возникает уважительно-почтительное отношение к результатам столь внушительной и скрупулезной работы, проведенной с применением столь сложной техники и методики. Однако это лишь в том случае, если не вглядываться в детали…

А вот мы возьмем, да и присмотримся повнимательней к некоторым из них. Особенно к тем, которые имеют непосредственное отношение не только к выбору объекта исследования, но и к трактовке получаемых результатов.

Так например, в статье можно найти ответ на вопрос, почему геологи

предпочитают иметь дело с цирконами, и почему цирконы были выбраны и в данном случае.

«Извлеченные из основной породы отдельные кристаллы могли быть датированы, так как циркон – прекрасный счетчик времени. Помимо свойства долговечности его кристаллы имеют в микроколичестве радиоактивный уран, распадающийся с определенной скоростью до свинца. Когда циркон образуется в затвердевающей магме, атомы циркония, кремния и кислорода соединяются в определенной пропорции (ZrSiO ₄), создавая уникальную структуру, где уран может участвовать только как примесь. Атомы свинца слишком велики, чтобы заменить элементы в кристаллической решетке, поэтому образующиеся кристаллы циркона свободны от свинца. Часы уран-свинец начинают свой отсчет, как только рождаются кристаллы циркона. Таким образом, отношение свинца к урану растет по мере старения кристалла. Ученые могут достоверно определить возраст нетронутого циркона с точностью до 1%, что для юной Земли означает примерно 40 млн. лет» (там же).

Ну что ж… Проверим.

Размеры атомов, составляющих циркон ZrSiO ₄: цирконий Zr – 160 пм (пикометр = 10 ^–12метра или 10 ^–10сантиметра); кремний Si – 132 пм. Уран U – 138 пм. Свинец – 175 пм. Вроде бы утверждение автора статьи, что свинец «слишком большой» для попадания в кристаллы циркона на стадии его формирования соответствует действительности. А следовательно, и правда, свинца в кристалле в момент его образования быть не должно. Посему и весь найденный при измерениях в цирконе свинец должен являться продуктами распада урана, образовавшимися исключительно за время жизни кристалла…

Однако буквально чуть ниже в той же статье можно прочитать следующий любопытный абзац:

«…дополнительная информация о континентальной коре была получена при исследовании рассеянных элементов. Чтобы все это выяснить, надо было пристальнее всмотреться вглубь кристаллов. Цирконы из Джек-Хиллз имеют повышенные концентрации микропримесей, а также включения европия и церия, которые обычно образуются во время кристаллизации земной коры; это означает, что цирконы зародились скорее у поверхности Земли, а не в мантии. Более того, соотношение радиоактивных изотопов неодима и гафния, двух элементов, относящихся ко времени формирования континентальной коры, дает основание полагать, что большая часть земной коры образовалась 4,4 млрд. лет назад» (там же).

Заглядываем вновь в справочник по размерам атомов различных химических элементов. И что же мы видим?..

Европий Eu – 199 пм, церий Се – 181 пм, неодим Nd – 182 пм, гафний Hf – 167 пм. Из четырех упомянутых в приведенной цитате элементов у трех радиусы атомов больше, чем у свинца!.. Однако они все-таки попали в кристаллы циркона в качестве примеси!..

Возникает закономерный вопрос: тогда какие у нас есть основания считать, что туда также в качестве примеси не мог попасть и свинец?!. Ответ прост: оснований нет никаких!..

Мог свинец попасть в кристалл циркона в момент образования кристалла (то есть в момент извержения и застывания породы)?.. Мог. Наличие других примесей показывает, что ничего этому не мешает.

Мог среди примесей свинца оказаться и радиогенный изотоп, образовавшийся в ходе распада урана еще доформирования кристалла циркона?.. Мог. Реакции распада идут и в мантии. Это достаточно очевидно.

И это косвенно, между прочим, подтверждает дискондартность результатов измерений, которая вполне может быть вовсе не

результатом какой-то дальнейшей «переплавки» кристалла (или хотя бы просто сильного температурного воздействия, сопровождавшегося изменением изотопного состава), а всего лишь банальным следствием различной концентрации радиогенного свинца в разных местах кристалла циркона в момент его образования.

Могла ли часть этого радиогенного изотопа свинца, попавшего в итоге в кристалл циркона, образоваться еще даже до формирования Земли как планеты?.. Могла. Этому тоже ничего не мешает, поскольку распад урана происходит и в космических условиях…

Тогда что же на самом деле наизмеряли авторы статьи?.. Какой такой «возраст»?..

И имеет ли полученный ими результат хоть какое-то отношение к возрасту породы в частности, и планеты Земля в целом?..

Строго говоря, не имеет. Полученное значение в 4,4 миллиарда лет может означать лишь одно – оно некоим (пока еще вовсе не понятным) образом соотносится со временем образования исходных атомов урана.

* * *

Вернемся к уравнениям, использованным в методике свинец-свинцового метода радиоизотопного датирования. В результате деления соотношений для двух изотопов свинца друг на друга были получены следующие соотношения:

Переход от первого уравнения ко второму возможен вообще-то лишь в двух случаях.

Вариант первый: начальное содержание изотопов свинца ²⁰⁷Pb и ²⁰⁶Pb равно нулю.

Как заявляют сами геологи, подобное условие выполняет крайне редко. И как можно было убедиться на примере статьи по датированию цирконов Джек-Хиллз, даже для кристаллов этого минерала нет никаких оснований полагать нулевым начальное содержание изотопов свинца.

Если же не учитывать наличие радиогенных изотопов свинца с самого начала существования минерала, то при определении его возраста получается, как легко понять, автоматическое «удревнение» образца (по сравнению с истинным его возрастом).

Вариант второй: начальное содержание изотопов свинца в исследуемом минерале не равно нулю, а под выражением ( ²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb) _radво втором уравнении подразумевается вся громоздкая левая часть предыдущего уравнения.

Но тогда в это выражение «зашито» сразу две заведомо неизвестные величины ( ²⁰⁷Pb/ ²⁰⁴Pb) ₀и ( ²⁰⁶Pb/ ²⁰⁴Pb) ₀, связанные с начальным содержанием разных изотопов свинца. Получаем одно уравнение аж с тремя неизвестными (третье неизвестное – искомый возраст образца). Как известно из математики, решений у такого уравнения может быть бесконечно много. Что же делать?..

Можно, конечно, с помощью изохрон по ²⁰⁷Pb и ²⁰⁶Pb определить недостающие два неизвестных – начальные содержания этих изотопов в исследуемом образце. Но это – вычисление со всеми вытекающими отсюда последствиями и погрешностями. Если учесть неустранимые погрешности, связанные с естественным разбросом содержания изотопов, хотя бы (для грубых оценок) на основе ранее рассмотренных данных, то мы уже получим: погрешность по ²⁰⁷Pb (порядка процента) + погрешность ²⁰⁶Pb (около пяти процентов) + погрешность измерений в текущем содержании ²⁰⁷Pb и ²⁰⁶Pb (по каждому отдельно!) + погрешность вычислений (определение точек пересечения изохрон с осью ординат тоже имеет определенную погрешность). Думаю, вполне смело можно оценить итоговую погрешность примерно в десяток процентов (и это будет еще весьма оптимистичным). А такая погрешность для наиболее древних пород уже дает разброс в почти полмиллиарда лет!..