Maapallomme liikkuessa suurella nopeudella avaruudessa omaa kiertorataansa, se läpäisee kosmisia säteilyvyöhykkeitä. Kosminen säteily koostuu pienistä varatuista hiukkasista, jotka lähes valon nopeudella iskeytyvät kohti maanpintaa kaikilta suunnilta. Lisäksi planeettamme joutuu läpäisemään aurinkotuulen sisältämien sähköisesti varattujen hiukkasten puuskia, jotka etenevät n.1000 km:n sekuntivaudilla. Näitä avaruuden voimia vastaan maapallo suojautuu magneettikentällään. Se estää suojakilven tavoin elämälle haitallisten säteilyjen pääsemisen ilmakehään ja maanpinnalle. Aurinkotuuli aiheuttaa mm. revontuli-ilmiön törmätessään maata suojaavaan magneettikentään ja yläilmakehään.

Hiilen kiertokulku

Ilmakehässä hiilidioksidia on noin 0,03% ja kasvit käyttävät sitä raaka-aineenaan yhteyttämisessä, valmistaessaan auringon energian avulla hiilidioksiidistä ja vedestä fotosynteesissä mm. hiilihydraatteja, jotka ovat biomassan perusaineita. Tässä yhteyttämisreaktiossa vapautuu happea, joka on yksi eläinkunnan hengissä pysymisen perusedellytyksistä.

Kun hiiliatomi joutuu hiilidioksidin muodossa kasvin rakennusaineeksi, se kulkeutuu ravintoketjuun eläinten käyttäessä kasvien tuottamaa biomassaa ravintonaan. Hiiliatomien joukossa on myös kosmisen säteilyn aikaansaamia hiili-14-atomeja. Niitä on hyvin harvassa. Jokaista radioaktiivista hiiliatomia kohti ilmassa on n. 800 000 000 000 (= 8 x 10 potenssiin 11 ) normaalia hiiliatomia (C12). Vähäisestä määrästä huolimatta sen olemassaolo havaittiin. Californian yliopistossa prof. Willard Libby kehitti vuonna 1947 menetelmän, jota käyttäen voitiin mitata, kuinka paljon tätä radioaktiivista hiiltä näytteessä on. Hän myös määritteli, että hiili-14 muuttuu aikanaan takaisin typpiatomiksi, menettäen samalla radioaktiivisuutensa. Kysymyksessä on ns. betahajoaminen. Libby laski, että tämän muutoksen eli hajoamisen puoliutumisaika on n. 5550 vuotta. Oivalluksestaan Libby palkittiin Nobel-palkinnolla v. 1960 ja mittausmenetelmää alettiin kutsua radiohiiliajoitukseksi.

Ajoituksen luotettavuudelle asetettiin mm. seuraavia edellytyksiä:

1. Avaruussäteilyn ja maan magneettikentän voimakkuus on pysynyt vakiona, joten radiohiiltä on syntynyt yläilmakehässä aina sama määrä samalla nopeudella.
2. Radiohiilen hajoamisnopeus on pysynyt vakiona ja hajoamisen määrä on vastannut sen kertymää, eli hiili-14 määrä suhteessa hiili-12 -määrään on pysynyt ilmakehässä vakiona.
3. Kasveissa ja eläimissä on ollut radiohiiltä samassa suhteessa kun sitä on ollut ilmassa.
4. Kun kasvi tai eläin kuolee, sen jäännöksiin ei tule ulkoapäin lisää hiilipitoista ainetta.

Ikälaskelman perustana on se, kuinka paljon radiohiiltä tutkittavassa näytteessä on mittaushetkellä jäljellä. Tämän perusteella lasketaan, milloin eläin tai kasvi kuoli. Koska hiili-14 tarkistettu puoliintumisaika on n. 5730 vuotta, menetelmä teoriassa soveltuisi sellaistenkin näytteiden ikäarviointeihin, jotka olisivat jopa 70-80 000 vuotta vanhoja. Tämän jälkeen radiohiiltä olisi näytteessä niin vähän, että sitä ei enää voitaisi riittävällä tarkkuudella mitata. Willard Libby itse varoitti liiaksi luottamasta mittaustuloksiin, koska radiohiilen määrä oli näytteissä alunperinkin hyvin vähäinen ja ulkoapäin näytteeseen saatoi tulla joko ikää vähentäviä tai sitä lisääviä elementtejä.

Mittauksin aika-arviot nurin

Keksinnön alkuvuosina oletettiin, että kaikki edellytykset varmoihin ikämittauksiin oli nyt vihdoin olemassa. Tutkijat keräilivät kaikenlaista mitattavaa: Faraoiden ja neandertal-ihmisten hautojen jäämistöä, sapelihammastiikereiden ja mammuttien hampaita, kivettymiä, fossiileja, maaöljyä jne. Kaikista löytyi radioaktiivista hiiltä. Ikähavainnot julkaistiin Radiocarbon -nimisessä lehdessä, vaikka useiden näytteiden ikä oli jo aikaisemmin määritelty miljooniksi vuosiksi. Mittaustuloksia, jotka poikkesivat liiaksi aikaisemmista "tieteellisistä" ikäarvioista, ei myöhemmin enää julkaistu. Ne usein puolsivat raamatullista näkemystä nuoresta maapallosta. Käytännöksi tuli, että niistä näytteistä, joiden arvoitiin olevan yli 50000 vuotta vanhoja, ei enää tehty radiohiilimittauksia1 - ainakaan niitä ei julkaistu tiedeyhteisön ulkopuolella. Tämä on mm. eräs niistä syistä, miksi ne ihmisen historiaan liittyvät fossiilit, joiden iäksi on arvioitu miljoonia vuosia, tulee säilyttää siten, ettei tiedeyhteisön ulkopuolinen pääse tekemään niistä omia ikäarvioitaan. (katso Ikäarvioita -sarjan n:o I artikkelia)

Erikoisia ikätuloksia

Mitä enemmän mittauksia otettiin, sitä epävarmemmiksi mittaajat tulivat. Makeassa vedessä elävinä olevista simpukoista otetut näytteet antoivat radiohiilimittauksissa tuhansien vuosien iän 2 . 30 vuotta vanhojen hylkeenraatojen iäksi tuli 4600 vuotta 3. Juuri ammutun hylkeen iäksi saatiin 1300 vuotta. Kun samasta maapalasta otettiin eri mittauksia tuli mittauseroksi yli 15000 vuotta 4. Joskus taas miljoonia vuosia vanhojen fossiilien iäksi saatiin vain tuhansia vuosia. Yhdysvaltalainen Niilin laakson tuntija prof. Brew kertoi, että arkeologit määrittelevät usein itse oman näkemyksensä mukaan löydön iän. Jos radiohiiliajoitus puoltaa arviota niin se ilmoitetaan päätekstissä, jos mittaus ei vastaa täysin arviota, ilmoitetaan se alaviitteessä ja jos se ei lainkaan vastaa oletuksia, sitä ei ilmoiteta eikä taltioida. Ne harvat arkeologit, jotka haluavat pätevän aikamäärityksen, suhtautuvat erittäin empivästi radiohiilimittauksiin.5 Vastaavasti hiili-14 mittauksia tekevän laboratorion johtaja J.Ogden teki merkittävän tunnustuksen: "Joillekin voi olla shokki se, että Pohjois-Amerikan koillisosan geologisten ja arkeologisten näytteiden mittaustuloksista ovat tutkijat itse hyväksyneet alle 50%" 6.

Lukion Fysiikka/Vuorovaikutus (WSOY 1996) kertoo: (s.79) "Maapallon magneettikenttä on aikojen kuluessa muuttunut.... Viimeksi kuluneiden 2000 vuoden ajan kenttä on heikentynyt. Jos heikkeneminen jatkuu samaa vauhtia, kenttä häviää seuraavan kerran noin tuhannen vuoden kuluttua."

Maan magneettisuutta on mitattu vuodesta 1829. Laskelmien mukaan magneettikentän voimakkuus puoliutuu 1400 vuodessa. Magneettisuus on todennäköisesti vain 37% siitä, mitä se oli 2000 vuotta sitten ja vain 1/32 osa siitä, mitä se oli 7000 vuotta sitten. Jos kentän muutos on laskelmien mukainen, merkitsee tämä sitä, että 5-6000 vuotta sitten magneettikenttä oli niin voimakas, ettei hiili-14-atomeja syntynyt ollenkaan. Tämän teorian mukaan 5-6000 vuotta vanhojen orgaanisten aineiden iäksi saadaan hiili-14 -ajoituksella määräämättömän pitkiä aikoja.

Toinen laskelma osoittaa, että 20000 vuotta sitten voimakkaan magnetismin aiheuttama kitka olisi nostanut maapallon pintalämpötilan elämälle sopimattoman korkeaksi 7.

Yhteenvetona maan magneettikentän vaihteluista voidaan vetää se johtopäätös, että hiili-14 muodostuminen ei ole ollut kautta aikojen sama kuin se on nyt. Voidaan myös päätellä, että mitä varhaisempia orgaanisia näytteitä mitataan sitä suurempi on mittareiden antamien ikälukemien virhe.

Tunnettu hiili-14 -ajoituksen tutkija Robert Whitelaw luetteloi v. 1970 n. 15000 julkisuuteen annettua radiohiilimittauksen tulosta. Hän otti huomioon eri tekijät, jotka todennäköisesti ovat vaikuttaneet radioaktiivisen hiilen syntyyn - mm. maan magneetikentän heikkenemisen. Tuloksena hän mainitsee, että hiili-14 on alkanut lisääntyä ilmakehässä vasta n. 5000 vuotta sitten. Tämä osuu hyvin yhteen vedenpaisumuksen arvioidun ajankohdan kanssa.

Korjailuyrityksiä

Tutkijat ovat joutuneet tekemään jo suuria korjauksia mittaustuloksiin. Ensin radiohiilen määrää vähennettiin n. 20% 1000 vuotta vanhoissa näytteissä ja 30% 4000 vuotta vanhoissa näytteissä. Saadut tulokset olivat kuitenkin liian pitkiä ja epävarmoja.

Aikamittausten varmistamiseksi otettiin avuksi puiden vuosirenkaat. Liittämällä yhteen jatkuvaksi sarjaksi vanhojen puiden kasvurenkaita, on yritetty varmistaa radiohiiliajoituksen luotettavuus yli 4000 vuoden päähän. Epävarmuuden tarkistuksiin toi se tosiasia, että jopa samalla alueella kasvaneissa puissa saattoi olla samaa ajanjaksoa kohden eri määrä kasvurenkaita. Lopulta päädyttiin siihen, että tarkoilla mittalaitteilla etsittiin puunäytteistä sellainen sarja, joka antoi mittarin ilmoittamat arvot. Näin saatiin tulos, jolla ei kuitenkaan ole absoluuttisen kellon luonnetta. Menetelmä on kehäpäätelmänä sama kuin kivien ja fossiilien iän määrittelyssä, jossa molemmat kertovat toistensa iän, jonka tutkijat ovat niille ennalta määritelleet.

"Taivaat julistavat Jumalan kunniaa, taivaanvahvuus ilmoittaa Hänen kättensä tekoja. Päivä sanoo päivälle, ja yö ilmoittaa yölle. Se ei ole puhetta, se ei ole kieltä, jonka ääni ei kuuluisi." Ps. 19:2-4