科 學 趣 聞
磁 場 與 岩 層 年 齡
Dr. J.M.
地 球 的 大 氣 含 有 79% 的 氮 氣 （ 原 子 量 是 14 的 氮 ） 。 在 大 氣 層 頂 部 有 從 外 太 空 宇 宙 射 線 (Cosmic ray) 來 的 高 能 粒 子 ， 不 斷 地 把 氮 -14 沖 擊 成 碳 -14 （ 原 子 量 也 是 14 的 碳 ） 。 碳 -14 具 有 幅 射 性 ， 而 通 常 的 碳 -12 是 沒 有 幅 射 性 。 新 誕 生 的 碳 -14 馬 上 與 大 氣 層 中 的 氧 化 合 ， 成 為 有 幅 射 性 的 二 氧 化 碳 。 其 含 量 在 大 氣 中 約 佔 十 萬 億 分 之 一 。
植 物 吸 收 空 氣 中 的 二 氧 化 碳 （ 包 括 碳 -12 和 碳 -14 的 二 氧 化 碳 ） ， 經 過 光 合 作 用 產 生 澱 粉 、 糖 、 葉 綠 素 等 。 動 物 吃 了 植 物 後 ， 體 內 就 有 微 量 的 幅 射 性 。 動 植 物 一 但 死 亡 就 不 能 再 進 食 。 體 內 碳 -14 的 幅 射 強 度 只 好 逐 年 減 弱 。 減 弱 的 速 度 是 用 半 衰 期 來 表 示 。 （ Half Life 幅 射 強 度 衰 減 到 一 半 所 需 的 時 間 ） 。 碳 -14 是 每 經 過 5760 年 就 減 弱 一 半 。 所 以 它 的 半 衰 期 是 5760 年 （ 5760 × 2 年 後 ， 減 弱 到 今 日 的 四 分 之 一 ， 5760 × 3 年 後 ， 就 減 到 八 分 之 一 。 ） 所 以 從 動 植 物 遺 體 的 幅 射 強 度 ， 就 可 計 算 出 它 是 在 多 少 年 前 停 止 進 食 。 這 種 測 定 法 曾 經 用 來 測 定 古 董 中 的 木 頭 是 在 多 少 年 前 死 去 。 但 不 能 用 來 測 定 不 含 碳 -14 的 岩 石 。 碳 -14 考 古 法 有 其 誤 差 ， 可 能 來 自 下 列 兩 種 因 素 ：
a. 近 三 百 年 來 工 業 發 達 ， 燃 燒 大 量 含 有 古 代 的 碳 -14 幅 射 強 度 非 常 弱 的 煤 和 石 油 。 如 果 錯 用 今 日 碳 -14 幅 射 強 度 來 當 作 基 線 (Base line) ， 計 算 出 來 的 年 齡 就 會 出 現 輕 微 的 偏 高 。 曾 有 人 用 今 日 的 幅 射 強 度 作 基 線 來 測 定 一 隻 活 的 食 用 貝 類 。 得 到 的 結 果 竟 然 是 ： 「 它 在 130 - 160 年 前 就 已 經 死 去 」 。 這 種 可 笑 的 結 論 是 因 為 貝 類 進 食 海 藻 ， 而 海 藻 吸 收 了 從 船 隻 所 排 出 來 的 廢 氣 。 這 種 古 老 二 氧 化 碳 比 今 日 新 鮮 二 氧 化 碳 的 幅 射 強 度 弱 得 多 。 所 以 計 算 出 來 的 年 齡 都 一 律 偏 高 ， 因 為 用 了 錯 的 基 線 來 計 算 ； 這 與 碳 -14 考 古 法 的 準 確 度 完 全 無 關 。
b. 古 代 地 球 磁 場 比 今 日 強 ， 能 擋 掉 比 今 日 更 多 從 宇 宙 射 線 來 的 高 能 粒 子 。 所 以 數 千 年 前 在 大 氣 層 頂 部 產 生 的 碳 -14 應 當 比 今 日 少 得 多 。 如 果 考 古 學 家 們 不 理 會 1987 年 才 發 現 [ 古 代 地 球 磁 場 比 今 日 強 ] 的 話 ， 而 仍 然 沿 用 今 日 碳 -14 的 豐 度 來 作 基 線 ， 去 計 算 數 千 年 前 的 樣 品 ， 就 會 使 計 算 出 來 的 結 果 有 嚴 重 的 偏 高 。 難 怪 美 國 商 業 碳 -14 化 驗 室 只 肯 接 受 三 千 年 以 內 的 樣 品 ， 以 免 賠 償 顧 客 的 損 失 。
用 放 射 性 母 元 素 與 子 元 素 含 量 的 比 例 來 測 定 火 成 岩 的 年 齡
製 造 原 子 彈 的 金 屬 鈾 (U) ， 會 自 動 釋 放 幅 射 能 ， 而 衰 變 成 為 鉛 (Pb) 。 如 果 從 一 塊 火 成 岩 中 ， 測 出 其 中 鈾 含 量 和 鉛 含 量 的 比 例 後 ， 就 可 以 從 鈾 的 半 衰 期 (450,000,000 年 ) 來 計 算 出 該 岩 石 進 行 蛻 變 已 經 有 多 久 。 因 為 每 經 過 4.5 億 年 就 有 一 半 的 鈾 衰 變 成 鉛 。 這 個 測 定 法 的 準 確 度 是 基 於 下 列 三 種 的 因 素 ：
甲 . 樣 本 不 能 偏 採 ： 必 須 包 括 全 部 母 元 素 ( 鈾 ) 和 子 元 素 ( 鉛 ) 。
乙 . 在 岩 石 形 成 時 只 有 母 元 素 而 完 全 沒 有 子 元 素 。
例 如 在 火 山 噴 出 的 熔 岩 中 只 有 鈾 而 沒 有 鉛 ， 這 是 個 理 想 的 狀 態 。 但 事 實 上 有 時 會 有 例 外 : 美 國 Colorado 州 有 一 批 礦 石 ， 被 鈾 - 鉛 比 例 法 測 出 來 的 年 齡 是 “ 七 億 二 千 五 百 萬 ” 年 。 後 來 儀 器 的 分 辨 力 提 高 了 ， 能 夠 辨 別 出 鉛 的 各 種 同 位 素 (Isotops) 。 才 發 現 樣 品 中 原 來 就 有 95% 的 鉛 不 是 從 鈾 而 來 ， 而 本 來 就 已 存 於 在 這 個 礦 坑 中 。
丙 . 母 元 素 含 量 與 子 元 素 含 量 的 比 例 完 全 沒 有 改 變 過 。
在 溶 解 度 上 ， 鈾 的 化 合 物 會 被 弱 酸 溶 解 ， 而 鉛 就 穩 定 得 多 。 例 如 1801 年 夏 威 夷 火 山 爆 發 熔 岩 傾 泄 入 海 。 170 年 後 有 人 把 從 水 底 採 來 的 火 山 岩 樣 本 ， 用 鈾 - 鉛 比 例 法 來 測 定 它 的 年 齡 。 得 到 的 結 果 是 十 億 年 至 一 百 億 年 ; 而 不 是 170 年 。 根 據 火 山 旁 希 洛 Hilo 天 文 台 的 記 錄 ， 每 年 下 雨 270 天 ， 這 都 在 改 變 陸 上 火 山 岩 石 中 鈾 ∼ 鉛 的 比 例 。
地 球 磁 場 在 1400 年 前 比 今 日 強 了 一 倍 ， 在 五 千 年 前 比 今 日 強 十 倍 ， 在 大 洪 水 前 可 能 比 今 日 強 數 千 倍 。 如 果 沒 有 把 古 代 地 磁 比 今 日 強 的 因 素 考 慮 進 去 ， 就 會 使 計 算 出 來 的 年 齡 有 嚴 重 的 偏 高 。
在 水 成 岩 層 中 如 果 找 不 到 生 物 遺 體 ， 就 根 據 其 上 下 岩 層 所 含 碳 十 四 幅 射 強 度 來 推 算 其 年 齡 。 所 以 碳 -14 考 古 法 的 一 些 誤 差 就 會 產 生 水 成 岩 層 累 積 性 的 巨 大 錯 誤 。 那 麼 地 球 的 年 齡 到 底 是 多 少 呢 ? 傳 統 的 地 質 學 家 一 直 認 為 是 4600 百 萬 年 。 如 果 把 古 代 地 磁 比 今 日 強 的 因 素 計 算 在 內 ， 地 球 的 年 齡 就 應 當 年 輕 得 多 了 。 但 仍 比 聖 經 所 記 載 : 神 六 日 創 造 天 地 長 得 多 。 科 學 與 聖 經 是 有 許 多 的 矛 盾 。 而 這 一 個 屬 時 間 性 的 矛 盾 是 無 法 用 實 驗 誤 差 來 解 釋 。 卻 可 以 被 零 速 相 對 論 消 除 這 個 矛 盾 。 （ 詳 情 請 見 下 三 期 真 理 報 之 宇 宙 起 源 大 爆 炸 ， 高 速 狀 態 相 對 論 ， 零 速 狀 態 相 對 論 。 ）
這 種 累 積 起 來 的 錯 誤 會 帶 來 什 麼 的 後 果 呢 ？ 1969 年 7 月 20 日 ， 美 國 載 人 的 太 空 船 阿 波 羅 11 號 把 登 陸 船 送 往 月 球 。 全 世 界 都 在 電 視 中 注 視 人 類 第 一 次 踏 足 月 球 的 景 色 。 但 是 太 空 署 (N.A.S.A.) 的 科 學 家 們 卻 為 了 太 空 人 阿 姆 士 壯 (Neil Armstrong) 在 月 球 塵 上 的 鞋 印 而 被 震 撼 。 次 年 一 位 華 裔 美 國 太 空 署 的 科 學 家 在 星 期 天 聚 會 後 告 訴 作 者 :" 在 發 射 前 大 家 都 認 為 月 球 塵 的 厚 度 是 137 英 呎 。 ( 這 是 根 據 地 球 每 天 接 受 200 ∼ 300 噸 外 從 太 空 來 的 灰 塵 而 計 算 出 來 的 ) 。 現 在 才 知 道 月 球 塵 並 沒 有 那 麼 厚 ; 太 空 人 的 鞋 印 只 有 八 分 之 一 英 吋 。 十 多 年 後 (1987) 發 現 的 [ 古 代 地 磁 比 今 日 強 ] ， 這 就 解 釋 了 為 何 當 年 科 技 水 平 世 界 一 流 的 美 國 太 空 署 會 設 計 一 個 有 四 隻 登 陸 腳 的 “ 小 鷹 號 ” ， 每 隻 腳 都 有 一 個 圓 碟 支 撐 ， 以 免 陷 入 那 “ 137 ” 英 呎 厚 的 月 球 塵 內 。
