طرق القياس الاشعاعي

طرق القياس الاشعاعي

من المغالطات
التي يستخدمها ناقدي نظرية
التطور هي التشكيك في الطرق
المستخدمة لدراسة الأحافير
وقياس عمرها وهذا الكلام خاطئ
بالمرة لأن آلاف الباحثين في
الفيزياء والكيمياء
والجيولوجيا والجيوكيميا
والتأريخ الإشعاعي ترتبط
أبحاثهم ودراساتهم بطرق القياس
والتحليل تلك. فإن اعتقد أحدهم
أن أدواتهم يمكن التشكيك بها
فهذا يعني أن كل نتائج علومهم
وأبحاثهم مشكوك بها لا أبحاث
وعلوم التطور فحسب
لنلقي نظرة على المعلومات
العلمية المتوفرة قبل وبعد
اكتشاف طريقة التأريخ الإشعاعي
وسنركز – بطبيعة الحال – في
جولتنا السريعة هذه على بعض
الطرق المختلفة للتأريخ
الإشعاعي، بمزيد من التفاصيل.
فيالجزء القادم من هذا المقال.

الابستومولوجيا
العلمية Epistemology :

مقدمة
وتمهيد :

علم الجيولوجيا
سابق على التأريخ الإشعاعي
بكثير فقد بدأ منذ القرن الثامن
عشر وهو موجود بفاعلية ويقدم
العديد من المعلومات المفيدة،
حتى بدون تأريخ إشعاعي. فنحن
نعرف الطبقات المختلفة للأرض
وأيها نشأ قبل الآخر، فالعصر
الترياسي (Triassic) كان سابق للعصر
الجوراسي (Jurassic) والعصر
الكريتاسي (Cretaceous) كان تالي
لهما، وهذه العصور الثلاثة
تندرج تحت حقبة الميزوزوك (Mesozoic
era) أو الحقبة المتوسطة والتي
كانت سابقة للحقبة الحديثة أو
سينوزويك (Cenozoic era) وتالية للحقبة
القديمة أو الباليوزويك (Paleozoic
era)، وكل العصور والحقب السابقة
كانت تندرج تحت عهد الحياة
المرئية أو الفينيروزويك (
Phanerozoic)..... إلى آخر كل هذه
التقسيمات. ليس هذا فحسب بل نحن
نعرف كذلك الكائنات التي كانت
تعيش في كل عصر، ونعرف العلاقة
العكسية بين الزمن وتعقيد
الكائنات، فكلما درسنا طبقات
أقدم وجدنا كائنات أقل تعقيداً،
وكلما درسنا طبقات أحدث وجدنا
كائنات أكثر تعقيداً. كذلك كنا
نعرف، قبل ظهور تقنية تقدير
الأعمار باستخدام التحلل
الإشعاعي، العصور المختلفة
لظهور الكائنات المختلفة،
فالطبقات القديمة لم تكن تحتوي
على ثدييات (Mammals) على الإطلاق،
وكان أقصى تعقيد موجود ممثل في
الفقاريات (Vertebrates)، وفي طبقات
أقدم لم يكن هناك فقاريات ولكن
فقط لافقاريات (Invertebrate)... الخ.
أكثر من هذا كان من المعروف
الأعمار التقريبية لكل حقبة
وطول كل عصر مقارناً بالعصور
الأخرى نظراً لوجود ظواهر
جيولوجية مختلفة في كل طبقة
تتطلب حد أدنى من الزمن لتكونها،
ولكن كم كانت هذه الفترات
بالضبط؟! حتى نهاية القرن الثامن
عشر وبدايات القرن التاسع عشر لم
يكن أحد يعرف على وجه التحديد.
وظلت العديد من المعلومات بخصوص
الأعمار غامضة ومحل جدل(1)، حتى
ظهرت فكرة استخدام التحلل
الإشعاعي (Radioactive decay) في التأريخ.

أرجو ملاحظة أن
المعلومات المستمدة من علم
الجيولوجيا قبل التأريخ
الإشعاعي – رغم بساطتها مقارناً
بالتأريخ الإشعاعي – كانت على
درجة من الدقة الكافية لكي تعتمد
عليها شركات البترول في تحديد
الأماكن الواجب التنقيب بها.
فكما تعلمون، وجود البترول محدد
بأنواع معينة من الطبقات ذات حد
أدنى من الأعمار. وكان ما يعرف
بالحفرية الدليل يستخدم في هذا
الصدد أيضاً، على أن كل هذه
التفاصيل ستأخذنا بعيد عن
موضوعنا، لهذا سأكتفي بهذه
المقدمة الصغيرة وأتجنب الدخول
في مزيد من التفاصيل لننتقل إلى
علم الفيزياء والتأريخ الإشعاعي.

العناصر المشعة
لها ذرات غير ثابتة تتحلل مع
مرور الوقت لتعطي عناصر أخرى.
بعض هذه العناصر تتحلل عن طريق
انبعاث جزيئات عالية الطاقة
تتكون من 2 بروتون و2 نيترون فيما
يعرف باسم التحلل آلفا (Alpha decay).
العناصر المشعة الأخرى تتحل
عندما يتحطم نيوترون بداخل
النواة إلى بروتون وإلكترون،
يظل البروتون بداخل النواة في
حين يطرد الإلكترون إلى الخارج
بقوة عالية جداً فيما يعرف بتحلل
بيتا (Beta decay). وفي كلا من
الطريقتين يتحول جزء من العنصر
المشع إلى عنصر (أو أكثر) جديد
يعرف بالعنصر الابن. وقد يكون
العنصر الناتج هو الآخر مشع
فيبدأ في التحلل لإنتاج جيل ثالث
من المواد لتتكون سلسلة من
العناصر المتحللة إشعاعيا، أو
قد يكون عنصر ثابت ولا يحدث له
مزيد من التحلل. وكل عنصر له معدل
ثابت يتحلل به يعرف باسم "عمر
النصف (Half-life)، وهي الفترة
الزمنية اللازمة لتحول نصف عدد
الذرات أو – في قول آخر – نصف
الكمية الموجودة من العنصر
الأصلي إلى العنصر الابن.
بالاعتماد على عمر النصف يمكننا
استخدام العناصر المشعة كساعات
لقياس الفترات الزمنية
المختلفة، دعونا نلقي نظرة أقرب
على بعض هذه الساعات الإشعاعية
لنعرف كيف يتم ذلك.
ساعة
اليورانيوم–رصاص :

اليورانيوم 235
(uranium) يتحلل بطريقة ألفا إلى
رصاص 207 (lead) وله فترة "عمر نصف"
مقدارها 704 مليون عام. أي بعد
مرور 704 مليون عام على أي كمية من
اليورانيوم سيتحول نصفها إلى
رصاص لتصبح النسبة بينهما 1:1
وبعد مرور 704 مليون عام أخرى
سيتحول نصف النصف المتبقي من
اليورانيوم إلى رصاص أيضاً
لتصبح النسبة 1: 3 وهكذا كلما مر
الزمن زادت كمية الرصاص وقلت
كمية اليورانيوم. وبالتالي
يمكننا أن نقدر كمية الرصاص
وكمية اليورانيوم الموجودة في
أي صخرة ونحسب النسبة بينهما مما
يمكنا من معرفة عمر الصخرة .
عظيم، ولكن ....
هناك مشكلة ستواجهنا، هل هذه
الصخرة عندما تكونت كانت خالية
تماماً من الرصاص؟!
في الواقع – وبدون دخول في
تفاصيل كثيرة – هناك دلائل
كثيرة تشير إلى أن الإجابة على
هذا السؤال هي لا في أغلب
الأحوال، الصخرة عندما تكونت
كانت تحتوي على نسبة من الرصاص،
أي أن ساعة اليورانيوم–رصاص لا
تبدأ العمل من الصفر، وأي حسابات
سنقوم بها ستظهر عمر للصخرة أكبر
من عمرها الحقيقي بطريقة تتناسب
طردياً مع كمية الرصاص الموجودة
مسبقاً في الصخرة. كيف نحل هذه
المشكلة؟!
هناك بارقة أمل، الرصاص الناتج
عن التحلل الإشعاعي ليس هو
الرصاص التقليدي بل هو أحد نظائر
(isotope) الرصاص وبالتحديد هو ما
يعرف بالرصاص 207 في حين أن الرصاص
الموجود في الصخور بصورة مبدئية
هو الرصاص 204. عظيم، الآن يمكننا
أن نقدر كمية الرصاص 207 فقط ونحسب
نسبته إلى اليورانيوم، أو نحسب
الكمية الإجمالية للرصاص ونطرح
منها كمية النظير 204 وبالتالي
نعرف النسبة بين الرصاص الناتج
من التحلل الإشعاعي
واليورانيوم، وهكذا نعرف العمر
بمنتهى الدقة، هذا حل بسيط وواضح
(2) و هو كافي تماماً لحل المشكلة .
و لكن ..... من الوجهة النظرية فقط
أما من الوجهة التطبيقية
فستواجهنا مشكلة جديدة، لا توجد
طريقة كيميائية تقليدية معروفة
لاستخلاص نظير للرصاص دون
الآخر، والطرق المستخدمة
لاستخلاص الرصاص لا تفرق بين
نظير والثاني بل تستخلص الرصاص
الموجود في العينة كله. ها قد
عدنا إلى نقطة البداية، يمكن
انتظار الكيميائيون
والجيوكميائيون حتى يقوموا
بتطوير تقنية تسمح بفصل النظائر
المختلفة عن بعضها، ولكن حتى هذا
الحين هل سيتوقف البحث العلمي؟
بالتأكيد لا فكما يقول الزميل
سابق: "لا توجد مشاكل، توجد
حلول بانتظار البحث والتطبيق".
فهل يوجد حل لهذه الإشكالية
ينتظر البحث والتطبيق؟!
بالتأكيد كان
هناك حل وتم تطبيقه بالفعل،
فجهود آلاف العلماء في أنحاء
العالم لن تقف عاجزة أمام مشكلة
مثل هذه. الحل هذه المرة ليس بسيط
ولا واضح بل طويل ومرهق ومزعج
ولكنه يجعل البشرية تتقدم خطوة
في طريق المعرفة. الفكرة كانت
كالتالي: ماذا لو أننا درسنا
الصخور التي لا تحتوي على
يورانيوم وقدرنا نسبة الرصاص
الموجودة بها؟ هذا سيمكننا من
معرفة نسبة الرصاص الموجودة
مسبقاً في الصخور المختلفة.
الأمر يتطلب تقدير نسب الرصاص في
الطبقات الجيولوجية المختلفة
وعلى أنواع مختلفة من الصخور
بشرط أن لا تحتوي على يورانيوم.
وبدون دخول في مزيد من التفاصيل،
تم هذه العمل الجبار وبعد دراسات
كثيرة كانت خلاصة النتائج أن من
كل 1000 جزء رصاص موجودة في الصخور
التي تحتوي على يورانيوم هناك 15
جزء (3) من الرصاص 204 الموجودة عند
تكوين الصخرة و985 جزء ناتجة عن
التحلل الإشعاعي. وعلى هذا فعند
تقدير عمر الصخرة يجب حذف حوالي
1.5% (حسب نوع العينة المراد
تأريخها) من إجمالي كمية الرصاص
الموجودة والتي تمثل الرصاص
الموجود مسبقاً في الصخرة قبل
التحلل الإشعاعي .
وبالطبع نسب الخطأ المحتملة
سلباً وإيجاباً ومعاملات
التصحيح ... الخ كل هذا يؤخذ في
الاعتبار(لا يوجد هنا "يظنون")،
ولكن في المقابل فساعة
اليورانيوم–رصاص لا تعطي رقم
محدد للعمر بل تعطي مدى (rang)
يتراوح من كذا إلى كذا. على سبيل
المثال عندما تم تقدير عمر أقدم
صخرة معروفة على كوكب الأرض في
ذلك الحين (سنعود لتقدير عمر نفس
هذه الصخرة لاحقاً باستخدام
الساعات الإشعاعية الأخرى) بهذه
الطريقة كانت النتيجة التي ظهرت
هي أن عمر الصخرة هو 3.6 مليار عام
زائد أو ناقص 0.5 مليار عام، أي أن
الصخرة عمرها على الأقل 3.1 مليار
عام وقد تصل إلى 4.1 مليار عام. هذه
المعلومة كانت قفزة نوعية هامة
مقارنة بالمعلومات المتوفرة منذ
بداية القرن التاسع عشر وحتى
اكتشاف هذه الطريقة. هكذا أصبح
من المؤكد أن عمر الأرض – بدون
أدنى شك – يزيد عن الحد الأدنى
المقدر للصخرة، أي أكبر من 3.1
مليار عام (4) .

ساعة
البوتاسيوم–أرجون :

هذه الساعة
تعتبر "سيتزن" في عالم
التأريخ الإشعاعي (ولهذا فهي
كثيراً ما تزاحم ساعات الراديوم
وتنحيها جانباً). البوتاسيوم
(potassium) يتحلل بالطريقة بيتا
ليعطي غاز الآرجون (argon)، وله عمر
نصف يساوي 1.2 مليار سنة. الميزات
في هذه الساعة متعددة، فأولاً
ليس لدينا مشكلة تحديد كمية
العنصر الابن الموجودة مسبقاً
في الصخر، لأنها ببساطة لا توجد.
فالعنصر الابن في هذه الحالة هو
غاز، والصخور التي تدرس بهذه
الساعة هي أنواع مختلفة من
الصخور البركانية، أي أنها في
بداية تكونها تكون ساخنة إلى
درجة أن تكون سائله وبالتالي يتم
تعقيمها تماماً من أي آثار
للأرجون قبل أن تبرد وتتصلب،
وطبعاً الكائنات الحية التي
تدفن تحت هذه الحمم تكون خالية
من الأرجون كذلك. الميزة الثانية
تأتي من البوتاسيوم، فالأملاح
تحتوي على البوتاسيوم في صورة
كريستالات داخلية ذات تركيب
بلوري له شكل محدد وعدد محدد من
الذرات في كل بلورة. بهذه
الطريقة، يمكن التأكد تماماً من
أن كل ذرة أرجون محتبسة في
الشبكة البلورية هي ناتجة عن
تحلل ذرة بوتاسيوم، كما يمكن
التأكد بدقة من كمية البوتاسيوم
الأصلية في العينة، نظراً لأن كل
بلورة تحتوي على عدد محدد من
الذرات ذات توزيع هندسي مميز وأي
اختلال في العدد سوف يسبب تشوه
يمكن اكتشافه. عندما تم تقدير
عمر الصخور السابق ذكرها
باستخدام ساعة البوتاسيوم–ارجون،
أظهرت القياسات أن عمرها هو 3.8
مليار سنة موجب أو سالب 2%. أي أن
الصخرة عمرها على الأقل 3.724
مليار عام وقد تصل إلى 3.876 مليار
عام. لاحظ أن تقديرات ساعة
اليورانيوم-رصاص كانت فقط أقل
تحديداً.

ساعة
الروبديوم – استرنشيوم وخطوط
الايزوكرون :

الآن يمكن أن نقول أننا وصلنا
إلى الساعات الديجيتل . هذه ساعة
متعددة الوظائف، يمكن أن تقول
أيضاً أنها ساعة وراديو في آن
ويمكن ضبطها على مونت كارلو .
نظير الروبديوم 87
(rubidium) يتحلل بطريقة بيتا إلى
نظير الاسترنشيوم 87 (strontium) بعمر
نصف مقداره 4.8 مليار سنة. الميزة
هنا في وجود ثلاث نظائر غــير
مشعة للاسترنشيوم 87 تتواجد معه،
هي الاسترنشيوم 84، 86، 88. في أي
ملح موجود في العينة المراد
تأريخها وبغض النظر عن كمية
الاسترنشيوم الموجودة سابقاً
به، ستزيد نسبة الاسترنشيوم 87
إلى الروبديوم 87 مع الوقت (نتيجة
تحلل الروبديوم إلى استرنشيوم)
وكذلك ستزيد نسبة الاسترنشيوم 87
إلى النظائر الغير المشعة (نتيجة
زيادة كمية الروبديوم وعدم
زيادة النظائر الغير مشعة). أي
ملح آخر موجود في نفس العينة قد
يحتوي على نسب أخرى من
الاسترنشيوم الموجود مسبقاً قبل
التحلل، النسبة بين الاسترنشيوم
إلى الروبديوم ستختلف (نظراً
لاحتوائه على كمية مختلفة من
الروبديوم) لكن النسبة بين نظائر
الاسترنشيوم وبعضها البعض ستكون
هي نفسها. وبالتالي فأن كل ملح من
الأملاح المعدنية الموجودة في
العينة سيُظهر بمرور الوقت تغير
في النسبة بين الاسترنشيوم 87 إلى
الاسترنشيوم 84 أو 86 أو 88 ولكن هذا
التغير نفسه سيتناسب مع تغير
نسبة الروبديوم إلى الاسترنشيوم.
عندما يتم توقيع هذه النسب
المختلفة بالنسبة لبعضها البعض
في منحنى بياني، سيتكون خط
مستقيم، انحدار (slope) هذا الخط
سيختلف حسب النسبة بين
الروبديوم والاسترنشيوم أو
بمعنى آخر حسب عمر الصخرة .
هذه الخطوط
وانحداراتها المختلفة الممثلة
للعلاقة بين نسب النظائر
المختلفة تعرف باسم الايزوكرون
(isochrones) وهي تمثل طريقة ممتازة
لتقدير العمر. في هذه الطريقة لا
توجد أي إشكالية في معرفة كمية
العنصر الابن الموجودة مسبقاً
في العينة لأن أي كمية من
الاسترنشيوم أو الروبديوم سيتم
حذفها أو إضافتها إلى العينة
الأصلية ستظهر كنقطة خارج خط
الايزوكرون (أعلاه أو أسفله)
والتي ستدل على أن العينة ملوثة.
وفي أي عينة تكون النسب الموجودة
بها تمثل خط ايزوكرون مستقيم
بدون أي نقاط منحرفة عنه سيدل
هذا بوضوح على أن العينة غير
ملوثة ولم تتعرض لأدنى تغير في
مكوناتها سواء بالإضافة أو
الحذف، وحساب عمر النصف سيكون
سليم تماما. ولهذا فساعة
الروبديوم – استرنشيوم لا
تستخدم فقط في قياس العمر، بل
تستخدم أيضاً في دراسة العينات
المختلفة ومعرفة حدوث أو عدم
حدوث تلوث للعينة، ويمكن في بعض
أنواع العينات ليس فقط معرفة
حدوث تلوث للعينة بل ومعرفة متى
حدث هذا التلوث بالتحديد. عندما
تم حساب عمر الصخور التي تحدثنا
عنها سابقاً بهذه الساعة وجد أن
عمرها هو 3.7 مليون سنة. (لا يوجد
هنا زائد ولا ناقص) .

ولدينا
مزيد ... الزركون :

ما الزركون(5) ؟ وما أدراك ما
الزركون! ثم ما أدراك ما
الزركون؟!
بلورات الزركون
تتكون من اتحاد الزركونيوم
والسليكون والأكسجين بنسب محددة
4:1:1 (ZrSiO4) . وعند تكون البلورة
يمكنها اقتناص كميات محدودة من
اليورانيوم ولكنها – على صعيد
آخر – لا تسمح إطلاقاً بدخول
ذرات الرصاص، نظراً لعدم
توافقها مع الشبكة البلورية
للزركون. وبالتالي فإن بلورة
الزركون المحتوية على
اليورانيوم تعد كبسولة زمنية
رائعة، تبدأ العمل من الساعة صفر
(نظراً لعدم احتوائها على الرصاص
في بداية تكونها)، وتزيد نسبة
الرصاص إلى اليورانيوم بداخل
هذه المصيدة المحكمة الإغلاق مع
مرور الزمن نتيجة التحلل
الإشعاعي بطريقة ألفا. في بداية
الثمانينات في القرن الماضي تم
تطوير المسبار الميكروي الأيوني
(ion microprobe) وإنتاج ما يعرف
بالمسبار الميكروي الأيوني
الحساس ذي الدقة عالية (Sensitive High
Resolution Ion Microprobe) ويعرف اختصاراً
باسم شريمب SHRIMP ، عن طريقه يمكن
إطلاق حزمة من الأيونات المركزة
بالغة الدقة على أي جزء من أجزاء
البلورة ثم يتولى بعد ذلك "مقياس
الطيف الكتلوي (mass spectrometer) قياس
تركيب هذه الذرات بمقارنة كتلها.
وبهذه الطريقة يمكن تحديد العمر
بدقة بالغة بهامش خطأ يبلغ فقط 1%.
في الواقع هذه الدقة المدهشة في
تحديد العمر ليست هي أهم مميزات
الزركونيم، فهذه البلورة التي
بالكاد ترى بالعين المجردة هي
مخزن معلومات مدهش .
ترى ما الذي يمكن أن نعرفه من هذه
البلورة بالإضافة للعمر؟
الأرض تحتوي على
الأكسجين 18، وهو نظير نادر
للأكسجين (يشكل 0.2 % من إجمالي
أكسجين الأرض)، بالإضافة إلى
النظير المعتاد للأكسجين (الأكسجين
16) الذي يمثل 99.8% من مجمل
الأكسجين. هذه الذرات تسمى
بالنظائر المستقرة نظراً لأنها
لا تظهر أي نوع من أنواع التحلل
الإشعاعي سواء ألفا أو بيتا،
وبتالي فنسبة النظائر إلى بعضها
تظل ثابتة بمرور الزمن، ولكن ....
نسبة النظائر في بلورة
الزركونيم تختلف حسب نوع وحالة
الوسط الذي تكونت فيه وبالأخص
درجة حرارته. وبدون الدخول في
تفاصيل تقنية (ويمكن لمن أرد
الاستزادة العودة للمرجع
المذكور في نهاية المقالة) يمكن
عن طريق تقدير نسب نظائر
الأكسجين في بلورة الزركونيم
معرفة الوسط الذي تكونت فيه هل
تكونت في الماء أم في القشرة
الأرضية أم في باطن الأرض،
بالإضافة لمعرفة درجة حرارة
الوسط الذي تكونت فيه. ليس هذا كل
شيء، فدراسة السطح الخارجي
للبلورة بالمسبار الأيوني "شريمب"
توفر معلومات حول الظروف التي
تعرضت لها البلورة بــعد
تكونها، وما إذا كانت البلورة
بعد تكونها استقرت في الماء أم
كانت في الصحراء تذروها الرياح
... الخ.

إجمالاً
بعد التفصيل :

أرجو ملاحظة أني لم أذكر إلا
ثلاث ساعات إشعاعية فقط (اليورانيوم–رصاص،
البوتاسيوم–أرجون، الروبديوم–استرنشيوم)
في حين أن الساعات الإشعاعية
كثيرة جداً ومتعددة للغاية،
والعديد من العناصر تتحلل في
سلسلة خطوات وليس خطوة واحدة مما
يجعل العنصر الواحد يوفر أكثر من
ساعة إشعاعية، كما يمكن التأكد
المزدوج من النتائج بدارسة أكثر
من عنصر في السلسلة الواحدة.
ولكل ساعة إشعاعية ميزاتها ولها
عمر نصف مختلف مما يجعل هناك مدى
واسع من الساعات الإشعاعية يمكن
المفاضلة بينهم واختيار الساعات
الأكثر ملائمة للعينة المراد
اختبارها. فعلى سبيل المثال
الروبديوم بفترة عمر النصف
المهولة له والبالغة 4.8 مليار
عام يعتبر مثالي لتأريخ الطبقات
والعينات بالغة القدم وعلى
العكس الكربون 14 بفترة عمر النصف
الصغيرة له (نسبياً) والبالغة 5730
عام فقط يعتبر نموذجي في قياس
الأعمار الصغيرة (حوالي 50 ألف
عام، ومنذ فترة ليست بعيدة تم
تطوير طريقة الكربون المشع
لتغطي 100 ألف عام). وفي المعتاد لا
يتم قياس العينة المختبرة مرة
واحدة بل أكثر من مرة في أكثر من
معمل مختلف وباستخدام أكثر من
ساعة مشعة ومقارنة النتائج
ببعضها البعض للتأكد المزدوج من
النتائج. هذا بالإضافة لاستخدام
خطوط الايزوكرون (وطرق أخرى لم
أذكرها) للتأكد من عدم تلوث
العينات. وطبعاً غني عن الذكر أن
هناك شروط لاستخدام الساعات
المختلفة مع أنواع العينات
المختلفة.

أرجو أيضاً ملاحظة أن الطرق
السابقة تنطبق على الصخور
والحفريات المتخلفة عن الكائنات
الحية سواء بسواء، إلا أن حفريات
الكائنات الحية لها ميزات
إضافية عن الصخور(6) توفر المزيد
من طرق التأريخ. فعلى سبيل
المثال لا الحصر (ولن أذكر
تفاصيل بل سأكتفي بإشارات عابرة)
الكربون (carbon) له وضع خاص في
الكائنات الحية نظراً لوجود
دورة للكربون في الكائنات الحية
ترتبط بإنتاج الطاقة وبالتالي
فتواجد الكربون وتوزيعه في
الحفرية له خصوصية تمكن من
ملاحظة أي تغير استثنائي غير
راجع للنشاط الإشعاعي. والأمر
كذلك بالنسبة للفلور (fluorine)
والفوسفات (phosphorus) وترسبات
الكالسيوم (calcium) في العظام ....
الخ. مع ملاحظة أن العديد من
العناصر توجد في الكائنات بصورة
عضوية (الفوسفات العضوي على سبيل
المثال) مقارناً بالصورة
المعدنية التي توجد بها في الوسط
المحيط، مما يجعل حالات التلوث
بين العينة والوسط المحيط تحت
السيطرة. لن أطيل أكثر من هذا في
الحديث عن تقنيات التأريخ
الإشعاعي المختلفة، إلا أني –
نظراً لأن الشيء بالشيء يذكر –
أود أن أشير إلى أحد النتائج
المتحصل عليها من تجربة الفلور(7).

تجربة
الفلور :

عام 1909 عثر أحد
الهواة في علم الآثار (شارلز
دادسون) قرب مدينة بيلدتاون على
بقايا جمجمة، فجاء بها إلى علماء
المتحف البريطاني. وبعد إعادة
تركيب أجزائها تبين أنها جمجمة
إنسان من النوع الحديث (هومو
سابينز Homo sapiens). وفي عام 1912 تم
العثور على فك سفلي في نفس
المكان. ويحمل عدة خصائص تجعله
يبدو كفك قرد. واعتقد السير "آرثر
سميث وودورد" من المتحف
البريطاني أن الجمجمة والفك
السفلي يعودان لإنسان ما قبل
التاريخ نظراً للتوافق التام
بينهما. ووجد من أيد رأي السير
آرثر، ووجد أيضاً من عارض هذه
النتائج، وطال الجدل والخلاف
حول هذه العظام ولم يحسم هذا
الخلاف إلا تجربة الفلور التي
قام بتطبيقها على عظام الفك
والجمجمة أحد الباحثين (كينيت
أوكلي) ليثبت بالدليل القاطع أن
الأمر بأكمله عملية تزيف، فالفك
والجمجمة لا يعودان لنفس الحقبة
وأسنان الفك السفلي تم تشذيبها
بمبرد لتناسب الوجه.
من الذي قام بهذا التزوير؟ حتى
اليوم لا نعرف من فعل هذا، إلا
أننا نعرف تماماً أن الذي كشف
هذا التزييف هم علماء التطور
وأدواتهم البحثية! ومع هذا
فمازلنا نسمع من يتحدث عن تزوير
إنسان بيلدتاون وكأن علماء
التطور هم من قام بتزويره وليس
باكتشاف هذا التزوير!! ومازلنا
نسمع أيضاً من يشكك في الأدوات
المعرفية العلمية التي تستخدم
في التطور وكأن اكتشاف هذا
التزوير تم باستخدام أدوات أخرى!!!

تبقى أن أشير إلى
أهم نقطة هنا، وهي أن كل ما ذكرته
سابقاً ما هو إلا قشور القشور،
فالتأريخ الإشعاعي له فرسانه (ولست
منهم للأسف ) وكل ما ذكرته هنا
ما هو إلا معلومات عامة. في حين
أن الأدوات المعرفية في هذا
الحقل العلمي تعد بالعشرات
والأبحاث المنشورة به تعد
بالآلف، ويستمد مصداقيته من
العديد من العلوم (الفيزياء
والجيوكمياء، والجيولوجيا
والكزمولوجيا ... الخ)، والنقد
الموجه له ... خمس أسطر!!!

ونعود الان إلى
بعض المغالطات التي يطرحها
الخلقيون باعتبارها "نقد علمي"
للتأريخ الإشعاعي، ويبدو أننا
سنحتاج لمسبار أيوني فائق
الحساسية لرؤية هذا الـ "نقد"!!
يتحدث الخلقيون عادة عن "استحالة"
التأكد من إضافة أو حذف جزء من
المادة المتحللة أو المادة
الابنة الناتجة من التحلل. في
حين أننا رأينا – من خلال
الأمثلة القليلة جداً التي
عرضناها – أن هذا الكلام عاري
تماماً من الصحة، فحتى ساعة
اليورانيوم–رصاص ذات الهامش
المرتفع نسبياً من الخطأ يمكن
تصحيح نتائجها لدرجة مدهشة
بالاعتماد على بلورات الزركون،
أما ساعة البوتاسيوم–أرجون فهي
تعتمد على الطبيعة الخاصة
للشبكة البلورية لمركبات
البوتاسيوم التي تسمح بالتأكد
من أن كل ذرة أرجون مرصودة هي
ناتجة عن تحلل ذرة بوتاسيوم، وأي
حذف أو إضافة سيسبب تشوه للنظام
الهندسي للشبكة ويمكن اكتشافه.
هذا بالإضافة إلى أن هناك بعض
الطرق مثل استخدام خطوط
الايزوكرون لا يؤثر عليها لا
الحذف ولا الإضافة نظراً لأن أي
حذف أو إضافة سيتسبب في ظهور
نقطة أعلى أو أسفل خط الايزوكرون
دون أن يؤثر على دقة الحساب في
شيء. وبالطبع يمكن استخدام خطوط
الايزوكرون ليس فقط في حساب
العمر بل في التأكد من نقاوة
العينة وعدم تلوثها أو تغير
كميات المواد المتحللة والناتجة
عن التحلل. العلم لا يوفر طرق
لتحديد العمر فقط بل والظروف
الجوية السائدة أثناء تكون
العينة والمكان الذي تكونت فيه
والظروف التي تعرضت لها بعد
تكونها ... الخ. أي باختصار
المزاعم التي لدينا ما هي إلا
نقد مبني على عدم المعرفة الذاتي!!

من الأهمية بمكان
هنا التأكيد على الهدف من
التأريخ، في الواقع ليس الهدف من
التأريخ الإشعاعي معرفة موعد
عيد ميلاد الكائن ولا معرفة ما
إذا كان الكائن من مواليد برج
العذراء أم من مواليد برج
الجوزاء!! بل معرفة في أي حقبة
عاش وأي الكائنات كانت سابقة
وأيها كانت اللاحقة، والطرق
المتوفرة حالياً توفر بيانات
أكثر مما نحتاجه للتأريخ فيكفي
أن أعرف أن حفرية ما عمرها 60
مليون عام زائد أو ناقص 1% وحفرية
أخرى عمرها 3.2 مليار عام زائد أو
ناقص 2% حتى يمكنني استنتاج
العلاقة بينهما والمسافة
التطورية .... الخ.

معدل
التحلل الإشعاعي :

من المغالطات الأخرى التي يروج
لها الخلقيون هو استحالة التيقن
من ثبات سرعة التحلل مهما اختلفت
الظروف !
هذا نموذج لما يمكن أن نصل إليه
عندما نعتبر العلم عدواً لنا!!
ونبدأ في ألقاء التهم يمنياً
ويساراً دون معرفة ما الذي نتحدث
عنه وما هي تداعياته!!
التجارب
المعملية الهادفة لتغيير سرعة
التحلل الإشعاعي لم تنجح في
زحزحته قيد أنملة سواء بالإيجاب
أو السلب – وهو أمر كان متوقع –
فالتحلل الإشعاعي لا يتأثر
بارتفاع درجة الحرارة ولا
بانخفاضها ولا بتغير درجة
الحموضة ولا بالرطوبة ولا
بالجاذبية ولا بالمغناطيسية ولا
... ولا ....... باختصار شديد وبكلمات
قليلة، نحن لا نعرف أي قوى
طبيعية قادرة على تغيير الثوابت
الكونية التي يعتمد عليها معدل
التحلل الإشعاعي!! ومع ذلك نجد من
يتحدث عن استحالة التأكد من عدم
تغيره!!! في حين أن لدينا أسباب
قوية جداً تؤكد لنا استحالة وجود
أي فرق معنوي بين معدل التحلل
الإشعاعي الآن وفي أي وقت سابق
أو أي وقت لاحق، نظراً لاعتماده
على الثوابت الكونية!! فالتحلل
الإشعاعي لعنصر يتحدد بالقوى
النووية الضعيفة والقوية ( 8 )
المنظمة بقوانين الميكانيك
الكمي (واحدة من أكثر النظم
اختبار وموثقية في الفيزياء) إذا
كان التحلل الإشعاعي يختلف
بمرور الوقت فيجب أن نجد
اختلافات جوهرية في فيزياء الكم
بل وفي تركيب المادة أيضاً!!
فالقوى النووية الضعيفة والقوية
المتحكمة في معدل التحلل بالرغم
من قوتها إلا أنها لا تعمل إلا في
مسافات قصيرة جداً (أقل من نصف
قطر نواة الذرة) ولا تتأثر بأي
قوى فيزيائية كما ذكرت! بل أن أحد
المشكلات الجوهرية في العصر
الحالي هي ثبات معدل التحلل
الإشعاعي! فلتجنب رفع درجة حرارة
الكرة الأرضية نتيجة استخدام
مصادر الوقود التقليدي –
بالإضافة لمحدودية الوقود
التقليدي – يتم اللجوء بطريقة
متزايدة لمصادر الطاقة النووية
(9) وتأتي المشكلة في التعامل مع
النفايات الإشعاعية الناتجة
والتي تشكل مصدر خطورة على حياة
البشر، ولا يمكن بحال إسراع معدل
تحللها وتقليل الفترة التي تكون
فيها نشطة وتمثل خطر. والاختيار
الوحيد حالياً هو دفنها في أماكن
مناسبة مصممة لتصمد آلاف السنين
(هناك مدفن في جبل يوكا في نيفادا
مُعد لهذا الغرض إلا أنه لن
يستوعب الكميات المتزايدة من
النفايات النووية)، والاختيارات
البديلة (10) تتضمن أمور من قبيل
إعادة تدوير المخلفات (وأن كان
هناك عديد من المشكلات تواجه هذه
النقطة) ولكن لا يوجد أي خيار
بتسريع معدل التحلل الإشعاعي
فهذا من قبيل الحرث في البحر!!
يجب ألا يغيب عن
ذهننا أن التحلل الإشعاعي لا
يحدث بطريقة واحدة بل بأكثر من
طريقة ألفا وبيتا (11) ، كل منهما
تعتمد على ثابت مختلف، ووجود خطأ
في فكرة التحلل الإشعاعي يفترض
أن يظهر تضارب بين النتائج
المتحصل عليها من كل نوع من هذه
الأنواع. ولكن هذا لا يحدث،
بالعكس النتائج المتحصل عليها
من العناصر التي تتحل بالطريقة
الأولى تؤكد النتائج المتحصل
عليها من العناصر التي تتحل
بالطريقة الثانية والعكس بالعكس.
أيضا المعلومات
المستمدة من علم الفلك تؤكد
المعلومات الفيزيائية الخاصة
بالتحلل الإشعاعي، فكما تعرفون
– وكما أشرت في مداخلتي السابقة
– الضوء بحاجة إلى "زمن"
حتى يقطع أي مسافة، وبالتحديد هو
بحاجة إلى فترة زمنية مقدارها
"ثانية" واحدة حتى يستطيع
أن يقطع مسافة مقدارها 299792
كيلومتر، وبالتالي فالضوء
الصادر من النجوم والمجرات
يصلنا متأخراً عن صدوره بطريقة
تتناسب طردياً مع المسافة التي
تفصله عنا. فعلى سبيل المثال
الشمس – وهي أقرب نجم للأرض –
التي تبعد عنا فقط ما يقرب من 149.6
مليون كيلومتر يصلنا الضوء منها
متأخراً 8 دقائق من صدوره، وفي أي
وقت تنظر إلى الشمس لن ترها كما
هي الآن، بل كما كانت منذ 8 دقائق.
وبهذه الطريقة يمكننا رؤية "الماضي"
عياناً بالنظر إلى النجوم
البعيدة عنا، وكلما وجهنا
التلسكوبات والمراصد أبعد وأبعد
توغلنا في الماضي أكثر وأكثر.
وبما أن الطيف الذي تصدره النجوم
يختلف حسب تركيبها الكيميائي
فيمكن بتحليل هذا الطيف معرفة
تركيب النجوم المختلفة وبالتالي
دارسة التحلل الإشعاعي في
الماضي. ليس هذا فحسب بل يمكن
تحديد العمق في الزمن الذي
نريده، فعن طريق دراسة نجوم تبعد
عشرة مليون سنة ضوئية يمكن معرفة
معدل التحلل الإشعاعي منذ عشرة
مليون سنة، وعن طريق دارسة نجوم
تبعد عنا 100 مليون سنة ضوئية يمكن
معرفة معدل التحلل الإشعاعي منذ
100 مليون عام ... وهكذا. والنتائج
المتحصل عليها من علم الفلك تؤيد
النتائج الفيزيائية تماماً
وتؤكد ثبات معدل التحلل
الإشعاعي.
خـــــاتمـة
:

التشكيك في التأريخ الإشعاعي
مصدره – مثل العديد من
المغالطات العلمية الآخر – هو
الكنيسة وأبواقها، ففي القرن
السادس عشر قام مارتن لوثر
وزملاؤه بتتبع سلسلة الأنساب في
العهد القديم بطول الطريق من "المسيح"
حتى "آدم" وخرجوا من ذلك
بتاريخ "لخلق العالم" (وهو
مصطلح يرادف نشأة الكون في عصرنا
الحالي) في سنة 4000 ق.م. ثم جاء
الأسقف "جيمس آشر" عام 1620
ونشر كتابة "التقويم المقدس"
وأزاح هذا القياس أربع سنوات
للخلف إلى 4004، نظراً لأن جون
كبلر عالم الفلك الألماني (ولد
عام 1571) كان قد أقترح أن إظلام
السماء أثناء صلب المسيح لابد
وأنه نتج عن كسوف للشمس وأمكن
لعلماء الفلك في زمن كبلر أن
يحسبوا أن كسوفا مناسبا قد حدث
في وقت يسبق بأربعة أعوام
التاريخ المرادف لذلك الذي
استخدمه لوثر. ووصل الأمر إلى
قمة السخافة عندما أعلن "جون
لايتفوت" نائب رئيس جامعة
كمبردج أنه من دراسته للكتاب
المقدس قد حدد اللحظة النهائية
"للتكوين" وهي اللحظة
المضبوطة التي خُلق عندها آدم
بأنها التاسعة صباحاً بتوقيت ما
بين النهرين يوم الأحد 26 أكتوبر
عام 4004 ق.م. وظل هذا التاريخ يطبع
في الآناجيل المرخصة رسمياً حتى
القرن التاسع عشر ويزرع في الوعي
الشعبي في المجتمع الأوربي (وهو
المجتمع العلمي آنذاك)، وظلت
الكنيسة تدافع عن فرضية الأرض
الشابة عقوداً من الزمن. وكانت
المقصلة ومحاكم التفتيش في
انتظار كل من يجرؤ على التشكيك
في هذه التواريخ المضحكة. ويبدو
أنه كما يقول ماكس بلانك:

"أن الحقيقة العلمية الجديدة
لا تسود من خلال إقناع معارضيها
وجعلهم يرون النور، وإنما لأن
هؤلاء المعارضين ماتوا، ونما
جيل جديد على إطلاع عليها"

فمثلما ظلت كروية الأرض محل
تكذيب حتى مات جيل الجهل وجاء
جيل أكثر تفتحا، سيظل عمر الأرض
ومعدل التحلل الإشعاعي محل
تكذيب من قبل الكنيسة –
وأبواقها – لحين رحيل أجيال
الجهل ونمو جيل جديد أكثر تفتحاً.
المدهش أن السادة أصحاب نظرية
الأرض الشابة يتحدثون بدون أدنى
خجل عن "نسبة خطأ" في حسابات
معدل التحلل الإشعاعي مقدارها
ليس 1% أو 2% (كما هو الحال) ولا حتى
100% بل مقدارها 10000000% ربما
يكون أبسط وأقوى رد على هذه
المزاعم هو وجودنا هنا نناقش

طرق القياس الاشعاعي

طرق القياس الاشعاعي :: تعاليق

طرق القياس الاشعاعي