Gedateerde datering

Hoe oud is de aarde? Als je seculiere wetenschappers mag geloven, zo’n vierenhalf miljard jaar. Maar hoe komen ze aan dat getal? Dat heeft alles te maken met radiodatering*.

Tot in de zeventiende eeuw waren de meeste geleerden ervan overtuigd dat de aarde een paar duizend jaar oud was. Maar in de Verlichting ging men nieuwe theorieën bedenken over hoe de aarde kon zijn ontstaan: als afkoelende bol gesteente, bijvoorbeeld. Al snel schoot de ouderdom van de aarde omhoog naar tienduizenden, honderdduizenden, en zelfs miljoenen jaren. Aan het begin van de twintigste eeuw werd het fenomeen radioactiviteit ontdekt. Slimme geleerden bedachten zich dat je dat ook als een soort klok kunt gebruiken. Hoe werkt dat?

Radiodatering

Alles is opgebouwd uit atomen. Veel van die atomen zijn stabiel, maar niet allemaal. Vooral de zwaardere atomen hebben varianten die na verloop van tijd vanzelf overgaan tot een andere atoomsoort. Men spreekt dan van radioactiviteit. Als je nu een voorwerp hebt waar die radioactieve atomen in zitten, bijvoorbeeld een stuk gesteente, kun je in theorie bepalen hoe oud het is. Je moet daarvoor drie dingen weten:

• Hoeveel radioactieve atomen zitten er nu in mijn voorwerp?
• Hoeveel radioactieve atomen zaten er in het begin in mijn voorwerp?
• Hoe snel gaat dat radioactieve verval?

Als je alle drie die dingen weet, kun je bepalen hoe oud je voorwerp is. Zo wordt ook de ouderdom van bijvoorbeeld gesteente bepaald. Maar hierbij doe je wel een aantal aannames.

Aanname 1: de begintoestand is bekend

Wetenschappers waren er meestal niet bij toen gesteentes werden gevormd. Ze kunnen dus ook onmogelijk weten hoeveel van het radioactieve beginproduct en het stabiele eindproduct er in het gesteente aanwezig was toen het zich vormde. Ze kunnen dat alleen schatten, door bijvoorbeeld te stellen dat al het eindproduct in het gesteente is gevormd door radioactief verval (en dat er dus geen eindproduct aanwezig was in het begin). Maar als die schatting een klein beetje ernaast zit, kan dat grote gevolgen hebben voor de werkelijke ouderdom van het gesteente.

Aanname 2: de vervalsnelheid is constant

Men gaat ervan uit dat radioactief verval van één specifieke atoomsoort altijd even snel gaat. Er zijn echter aanwijzingen dat dat niet het geval hoeft te zijn, en dat radioactief verval sneller of langzamer kan gaan onder invloed van factoren van buitenaf. De afstand tussen de aarde en de zon lijkt er invloed op te hebben en die varieert ietsjes gedurende een jaar. Bovendien zijn er nog maar een eeuw metingen van de vervalsnelheid. Het is een hele grote stap om te zeggen dat iets dat 100 jaar min of meer hetzelfde is, dat in de loop van miljoenen of miljarden jaren ook is.

Aanname 3: het systeem is gesloten

De derde aanname is ook aantoonbaar onjuist. Bij radiodatering doen wetenschappers alsof een stuk gesteente een zogenaamd ‘gesloten systeem’ is geweest. Dat betekent dat er geen uitwisseling met de omgeving plaats heeft gevonden van het radioactieve beginproduct en van het stabiele eindproduct. Maar ook dat blijkt niet te kloppen. Er is een dateringsmethode gebaseerd op het vervalproces van uranium naar lood. Uranium lost redelijk goed op in water, maar lood niet. Daardoor kan uranium makkelijk uit het gesteente spoelen terwijl lood achterblijft.

Dat geeft een vertekend beeld van de ouderdom van een stuk gesteente dat je op deze manier dateert: het gesteente lijkt ouder dan het in werkelijkheid is.

De proef op de som

Dat radiodatering geen betrouwbare methode is om de ouderdom van gesteente te bepalen, kun je ook zien wanneer je gesteente van bekende ouderdom dateert. Er zijn een heleboel vulkaanuitbarstingen geweest in de recente geschiedenis waarbij lavastromen zijn gevormd. Als men heeft opgetekend wanneer welke lavaformatie werd afgezet, weet je hoe oud het gesteente is. (Men gaat er namelijk van uit dat de radiodatering-‘klok’ pas begint te lopen wanneer het gesteente is gestold). Nu zijn er wetenschappers geweest die de moeite hebben genomen om gesteenten van die recent gevormde lavastromen te dateren. In de tabel hieronder zie je de uitkomsten.

(Uit: G.J. van Heugten, Hoe zit het met de ouderdom van de aarde?, 2018, Uitgeverij Gideon.)

Je ziet, ook al zijn de lavastromen slechts tientallen of honderden jaren geleden gevormd, toch is dat gesteente volgens de radiodateringsmethoden honderdduizenden of miljoenen jaren oud. Dat leidt tot de volgende, uiterst belangrijke vraag:

Als je radiodatering niet kunt vertrouwen voor gesteente waarvan men wéét hoe oud het is, waarom zou je die methode dan wel kunnen vertrouwen voor gesteente waarvan je het niet weet?

De aannames en uitkomsten van radiodatering zijn aantoonbaar onjuist. Het lijkt er dus op dat je radiodatering als gedateerd mag beschouwen. Met andere woorden: wees niet te veel onder de indruk als je ergens leest over miljoenen of miljarden jaren.

* In dit artikel wordt een versimpelde weergave geschetst van hoe radioactief verval werkt. De werkelijkheid is veel complexer. De basisaannames en de kritiek erop zijn echter gewoon geldig.