주장 CD015:
지르콘 안의 우라늄은 방사성 붕괴의 부산물로 헬륨을 만든다. 이 헬륨은 넓은
온도 범위에서 빠르게 빠져나간다. 만약 지르콘이 실제로 15억년 되었다면 (통상적인
연대측정은일정한 붕괴속도를 가정한다.) 헬륨의 전부가 모두 빠져나갔을 것이다.
그리고 지르콘에는 아직도 상당한 양의 헬륨이 아직 지르콘 안에 남아있으며, 이것은
그들의 나이가 4,000-14,000년 이라는 것을 보여준다. 가속화된 붕괴가 짧은 이간에
수억년 분량의 헬륨을 생산했어야만 한다.
Uranium in zircons produces helium as a by-product of its radioactive
decay. This helium seeps out quickly over a wide range of temperatures.
If the zircons really are about 1.5 billion years old (the age which
conventional dating gives assuming a constant decay rate), almost all of
the helium should have leaked out. But there is a significant amount of
helium still inside the zircons, showing their ages to be between 4,000
and 14,000 years. Accelerated decay must have produced a billion years
worth of helium in that short amount of time.
Source:
답변:
- Uranium decay produces helium in a zircon at an approximately constant
rate. The helium slowly diffuses out. The two processes produce an
equilibrium helium level that varies mainly with temperature. If the
temperature changed recently, even in the last few thousand years,
the helium level would not be at equilibrium.
지르콘 안의 우라늄의 붕괴는 대략 일정한 속도로 헬륨을 생산한다.
헬륨은 천천히 확산되어 빠져나간다. 이 두과정은 헬륨 농도의 평형을 이루고
있으며, 평형은 온도에 따라서 영향을 받는다. 만약 온도가 최근에 변했다면,
지난 수천년 이라고 해도, 헬륨의 농도는 평형을 이루지 않는다.
험프리가
그의 분석에 사용한 것은 화강섬록암 검체로, 서부 뉴멕시코주의 발레스 칼데라(칼데라
계곡 - 뉴 멕시코의 크레이터의 하나) 아래의 결정질 기반암의 한 부분이다.
Los Alamos National Laboratory가 이 지역을 선택한 것은, 지열 에너지 생성(geothermal
energy production)의 가능성을 평가하시 위한 것이었다(the Fenton Hill Hot
Dry Rock site). 이 지역은 몇 번의 단층기간을 겪었으며, 화강섬록암은 부서지고,
brecciate, hydrothermal veins이 관입되었다. 간단히 말해서, 이 지역은 매우
복잡한 thermal 역사를 가지고 있다. 석유회사의 경험에 근거하여 볼 때, 이러한
시스템에서 헬륨 확산의 과거사를 정확하게 말하는 것은 불가능하다.
The sample of granodiorite used by Humphreys in his analysis is part of
the crystalline basement underlying the Valles Caldera in western New
Mexico. This area was chosen by Los Alamos National Laboratory to
evaluate the potential for geothermal energy production (the Fenton
Hill Hot Dry Rock site). The area has gone through several periods of
faulting, and the granodiorite is fractured, brecciated, and intruded
by hydrothermal veins. In short, the area has had a very complex
thermal history. Based on oil industry experience, it is essentially
impossible to make accurate statements about the He-diffusion history
of such a system.
- Scientific studies, especially those with radical implications, don't
mean much until the results have been replicated by others. Many
scientific claims have disappeared entirely when others could not get
the same results. Confidence in this particular paper is reduced by
certain points:
과학적인 연구, 특히 급진적인 implication을 가지고 있는 것은 결과가
다른 사람들에 의해서 재현되기 전까지는 큰 의미가 없다 많은 과학적 주장들이
다른 사람이 같은 결과를 얻지 못했을때 완전히 사라진다. 이 하나의 논문에
대한 확신은 몇가지 점에서 줄어든다.
- Most measurement errors and variabilities are not reported.
Therefore, we don't know how accurate the results are.
대부분의 측정 오차와 변이성에 대해서 보고되지 않았다. 그러므로
우리는 그 결과가 얼마나 정확한지 알수 없다.
- Much is made of the fact that samples 5 and 6 retained the same
amount of helium, even though the amounts are probably at the limit
of what could be measured. The possibility of measurement error
accounting for the results is never mentioned.
많은 주장이 그 양은 측정한계에 있는 값임에도 불구하고 검체 5와 6가
같은 양의 헬륨을 가지고 있다는 사실로부터 만들어졌다. 그 결과가 측정오차때문일
가능성은 전혀 언급되지 않았다.
- If one discounts sample 5, which is likely at the limit of
measurable precision, the conclusions of Humphreys et al. rest on
just two samples. Such a small data set may be the basis for
further research, but not for drawing firm conclusions.
만약 측정의 정밀도 한계에 있는 검체 5를 신뢰하지 않는다면, 홈피리등의
견론은 단지 2개의 검체에 의존하는 것이다. 이런 작은 자료는 좀더 많은
연구가 필요한 것이지 확고한 결론을 유도하는데 적합한 것이 아니다.
- Humphreys et al. [2003, note 9] refer to correcting "apparent
typographical errors" in the raw data, casting a little suspicion on
the validity of all the data.
험프리등[2003, note 9]은 기초 자료의 “명백한 인쇄상의 오류"의
수정을 언급했으며, 이것은 모든 자료의 타당성에 대해서 약간의 의심을
하게 만든다.
The helium results could easily be due to an aberrant sample. They
could be an artifact of the experimental or collecting method (e.g.,
defects in the zircons caused by rapid cooling) or from just plain
sloppiness. We can't know for sure until others have looked at the
issue, too.
헬륨 결과는 잘못된 검체 때문일 가능성이 높다. 이것은 실험적인 실수(artifact)
이거나, 수집방법(즉, 지르콘의 흠집은 빠르게 냉각시켰기 때문일 수 있다.)의
실수일 수 있으며, 혹은 단순한 미숙함 때문일 수도 있다. 우리는 다른 사람들이
다시 검토하기 전까지는 이 문제에 대해서 확실하게 알 수 없다.
- Producing a billion years of radioactive decay in only 10,000 years or
so would have produced a billion years worth of heat from radioactive
decay as well. This would pretty much vaporize the earth. Since the
earth apparently has not been vaporized recently, we can be confident
the accelerated decay did not occur.
수십억년의 방사성 붕괴가 단지 1만년동안에 일어나려면, 방사성붕괴로 발생하는 수십억년의 열도 같이 발생시켜야 한다. 이것은 지구 자체를 증발시켜버렸을 것이다. 지구가 최근에 증발된 적이 없으며, 우리는 가속화된 붕괴속도가 일어나지 않았다고 확신할 수 있다.
- If helium concentrations stay high around the rocks, it is possible
for helium to diffuse into the zircons, or at least reduce
the rate
at which it diffuses out, which would invalidate the helium diffusion
calculations. Helium concentrations within the earth become high
enough for commercial mining. The sample measured by Humphreys et
al. came from an area which is probably helium-enriched. Helium
deposits are common in New Mexico, and excess helium has been found
just a few miles from where the sample was taken.
It is probably unlikely that helium concentrations around the zircons
stayed high enough to have a significant effect, but it is possible.
만약 주변 암석의 헬륨의 농도가 높았다면, 지르콘 안으로 헬륨이 확산되어 들어갈 수 있거나, 최소한 확산속도를 늦출 수 있으며, 이것은 헬륨 확산 계산을 타당하지 않은 것으로 만든다. 지구의 헬륨 농도는 상업적으로 채광할 만큼 충분히 높을 수 있다. 험프리가 측정한 검체는 아마도 헬륨이 풍부한 지역에서 온 것일 것이다. 뉴멕시코주에는 헬륨 퇴적물이 흔하며, 과량의 헬륨이 검체가 채취된 곳에서 단지 몇 마일 밖에서 발견되었다.
지르콘의 주변에서 헬륨의 농도가 상당한 영향을 미칠 정도로 높았을 것지는 않다. 하지만 가능성은 있다.
- Uranium does not decay directly to lead rather, it proceeds in a
series through multiple intermediate radioactive elements [see
e.g. ANL, 2002]. It takes about 10 half-lives of the longest lived
intermediate to achieve secular equilibrium (i.e., each intermediate
having the same activity). The uranium decay series contains elements
with half-lives well over 10,000 years. If the decay rates changed
suddenly, we would not expect the various elements to be in a secular
equilibrium. The RATE group should test for this in their zircons.
Other uranium ores are at secular equilibrium, indicating a constant
decay rate for at least the last two million years.
우라늄은 직접 납으로 붕괴되는 것이 아니다. 중간 단계의 몇가지 방사성
원소를 거쳐서 만들어진다. 가장 긴 중간생성물은 영속방사평형(secular Equilibrium)에
이르기 까지는 10 반감기가 필요하다. (즉, 각 중간생성물도 같은 활성을 가진다)
우라늄 붕괴 시리즈는 1만년이 넘은 반감기를 가진 원소들도 포함된다. 만약
붕괴 상수가 갑자기 변했다면, 우리는 다양한 원소들이 영속방사평형에 있지
못할 것으로 기대된다. RATE 그룹은 그들의 지르콘을 가지고 이것으 검사해봤어야
한다. 다른 우라늄광는 평형을 이루고 있으며, 이것은 최소한 2백만년 동안 붕괴상수가
일정했다는 것을 나타낸다.
References:
created 2003-8-23, modified 2004-2-4
