PETA RADIOMETRI DATING

Dasar Dasar

Para ilmuwan menggunakan teknik yang dinamakan "radiometric dating" untuk mengira usia fosil dan bumi. Banyak orang yang dibuat percaya bahwa metode tersebut membuktikan bahwa bumi ini sudah berusia milyaran tahun. Ini telah mengakibatkan gereja-gereja mengevaluasi kembali referensi mengenai penciptaan, khususnya mengenai kata "hari" di kejadian 1. Dengan berfokus pada suatu bentuk radiometric dating, yaitu carbon dating, kita akan melihat bagaimana carbon dating tidak dipakai menghitung usia batuan jutaan tahun.

Sebelum kita ke detail bagaimana metode radiometric dating digunakan, kita melihat beberapa konsep dasar kimia dahulu. Ingat bahwa atom adalah bahan dasar membangun sesuatu. Atom terdiri dari partikel lebih kecil yaitu proton, neutron dan electron. Proton dan neutron membentuk ini yaitu nukleus dari atom, dan elektron membentuk lapisan mengelilingi nukleus.

Jumlah proton dalam nukleus suatu atom menentukan setiap elemen. Contoh, semua carbon memiliki 6 proton, dan semua nitrogen memiliki 7 proton, dan semua oxygen memiliki 8 proton. Jumlah neutron dalam nukleus bisa berbeda-beda pada setiap atom. Jadi, suatu atom carbon mungkin memiliki 6 neutron, atau tujuh, atau mungkin delapan- tetapi tetap memiliki 6 proton. Isotop adalah bentuk lain dari elemen, masing masing memiliki jumlah neutron yang berbeda. Ilustrasi dibawah ini menunjukkan tiga isotop carbon. 

Beberapa isotop elemen tidak stabil; mereka dapat secara spontan berubah menjadi bentuk atom yang lain melalui suatu proses yang disebut "radioactive decay". Karena proses ini mempunyai jenjang waktu yang bisa diketahui, para ilmuwan mencoba menggunakannya seperti suatu "jam" untuk mengetahui berapa waktu lalu kah fosil atau batu itu terbentuk. Ada dua aplikasi untuk radiometric dating. Pertama adalah untuk menghitung usia fosil menggunakan carbon 14 dating, dan yang satu lagi adalah untuk menghitung batuan dan usia bumi menggunakan uranium, potasium dan atom-atom radioaktif. 

Carbon 14 Dating

Carbon-14 (¹⁴c), juga disebut radiocarbon, dikatakan sebagai metode paling dipercaya untuk menghitung usia fosil sampai 50,000 atau 60,000 tahun. Kalau klaim ini benar, referensi alkitab mengenai bumi baru (hanya 6000 tahun) bisa dipertanyakan, karena ¹⁴c dipakai dalam menghitung puluhan ribu tahun sering dipakai, lazim.¹

Semua metode radiometric dating yang dipakai dalam prosedur ilmiah saat ini adalah untuk menginterpretasi apa yang terjadi masa lampau. Prosedur ini jarang dipertanyakan. Dalam dunia sekular (evolusi) pandangan dunia mengartikan bahwa alam semesta dan bumi ini berusia milyaran tahun.

Penggunaan carbon-14 dating sering disalah mengerti. Carbon-14 seringkali digunakan untuk menghitung sesuatu yang dulu pernah hidup (materi organik). Tidak bisa digunakan pada batuan; namun, bisa juga digunakan untuk membuat batasan waktu pada materi inorganik seperti berlian (karena berlian mengandung carbon-14). Karena cepatnya menghilang ¹⁴c, hanya bisa memberikan waktu ribuan tahun saja, bukan jutaan.  Ada tiga variasi (isotop) carbon yang terbentuk di alam yaitu ¹²c, ¹³c, and ¹⁴c.

Carbon-14 digunakan untuk menentukan usia karena ia tidak stabil (radioactive), sedangkan ¹²c dan ¹³c stabil. Radioaktif berarti ¹⁴c akan menghilang (mengeluarkan radiasi) dalam waktu tertentu dan menjadi elemen yang berbeda. Selama proses yang disebut "beta decay" ini neutron dalam ¹⁴c atom akan dikonversi menjadi proton. Dengan hilangnya suatu neutron dan dapatnya satu proton. ¹⁴c kemudian berubah menjadi nitrogen-14 (¹⁴n = 7 protons dan 7 neutron). Bila¹⁴c secara terus menerus habis, akankah bumi kehabisan ¹⁴c? Jawabannya tidak.

Carbon-14 selalu ditambahkan ke atmosfir. Pancaran dari kosmik luar angkasa, yang mengandung energi tinggi, menyerang atmosfir paling luar. Pancaran kosmik ini berbenturan dengan atom yang berada diatmosfir dan menyebabkan mereka terberai. Neutron yang datang dari atom yang terberai dengan ¹⁴n atom (karena atmosfir terbuat dari nitrogen dan oxygen) dan dikonversikan menjadi ¹⁴c atoms (proton berubah menjadi neutron).

Saat ¹⁴c terbentuk, ia berkombinasi dengan oksigen di atmosfir (¹²c berlaku seperti ¹⁴c dan berkombinasi dengan oxygen) untuk membentuk karbon dioksida (co²). Karena co₂  dilibatkan ke tanaman (yang berarti makanan yang kita makan pun mengandung ¹⁴c dan ¹²c), semua mahluk hidup harus memiliki rasio ¹⁴c and ¹²c yang sama dalam mereka dalam udara yang kita hirup.

Bagaimana Carbon 14 Dating Bekerja

Disaat suatu mahluk hidup mati, proses penanggalan dimulai. Selama suatu organisma itu hidup, ia akan tetap menerima ¹⁴c; saat ia mati, tidak lagi ia menerimanya. Karena ¹⁴c adalah radioactive (menyusut menjadi ¹⁴n), jumlah f ¹⁴c pada organisme yang mati menjadi semakin sedikit seiring waktu. Jadi, bagian dari proses penanggalan adalah menghitung jumlah ¹⁴c yang masih terdapat, karena sisanya sudah hilang (menyususut) para ilmuwan sekarang menggunakan alat yang dinamakan "accelerator mass spectrometer” (ams) untuk menghitung rasio ¹⁴c terhadap ¹²c, yang meningkatkan ketepatan/akurasi sampai 80,000 tahun. Untuk menghitung tanggalnya, beberapa hal harus diketahui. Dua hal termasuk dalam pertanyaan:

1.      Berapa cepatkah ¹⁴c decay/menyusut?

2.      Berapa banyak kah jumlah ¹⁴c disaat mahluk itu terakhir hidup?

Jenjang waktu susutnya elemen radioaktif disebut dengan istilah "half-life." half-life suatu atom adalah jumlah waktu yang diperlukan untuk separuh dari sample atom itu menyusut sampai habis. Half-life dari ¹⁴c adalah 5,730 tahun. Contohnya, suatu toples dengan semua ¹⁴c atoms di titik waktu nol akan berisi separuh dari ¹⁴c atoms dan separuh lagi ¹⁴n diujung 5,730 years (satu half-life). Diujung dari 11,460 tahun (dua half-life), toples akan beris seperempat ¹⁴c atom dan tiga perempat ¹⁴n atom.

Karena half-life dari ¹⁴c dapat diketahui, (berapa cepat dia habis), satu-satunya yang bisa diketahui adalah jumlah awal ¹⁴c pada suatu fossil. Jika para ilmuwan tahu jumlah¹⁴c pada suatu mahluk saat dia mati, mereka dapat mengukur berapa jumlahnya dan berapa half-life yang sudah dilaluinya. 

Karena tidak ada yang mengukur berapa banyak ¹⁴c pada mahluk itu saat ia mati, para ilmuwan harus mendapatkan suatu metode berapa banyak ¹⁴c sudah habis. Untuk itu, para ilmuwan harus menggunakan isotop karbon utama, yang disebut carbon-12 (¹²c). Karena ¹²c adalah isotop stabil dari carbon, ia akan tetap konstan; namun, jumlah ¹⁴c akan berkurang setelah mahluk itu mati. Semua mahluk hidup menyerap carbon (¹⁴c and ¹²c) dari makan dan bernafas. Jadi rasio ¹⁴c to ¹²c pada mahluk hidup akan sama seperti pada atmosfir. Rasio ini adalah satu ¹⁴c atom untuk setiap 1 triliun ¹²c atom. Para ilmuwan dapat menggunakan rasio ini untuk menetapkan jumlah awal ¹⁴c.

Saat organisme mati, rasio ini (1:1 triliu) akan mulai berubah. Jumlah ¹²c akan tetap namun jumlah ¹⁴c akan terus berkurang. Makin kecil rasio, makin lama organisme itu telah mati. Berikut ini ilustrasi yang menggambarkan bagaimana usia diukur dengan rasio.

 PETA RADIOMETRI DATING

TABEL PERKIRAAN UMUR

Percent 14c Terisa	Percent 12c Tersisa	Rasio	Jumlah Half-Lives	Berapa Thn Mati (Age Of Fossil)
100	100	1 to 1t	0	0
50	100	1 to 2t	1	5,730
25	100	1 to 4t	2	11,460
12.5	100	1 to 8t	3	17,190
6.25	100	1 to 16t	4	22,920
3.125	100	1 to 32t	5	28,650

T = trillion

Suatu Asumsi Kritis

Suatu asumsi kritis digunakan dalam carbon-14 dating berkaitan dengan rasio ini. Asumsi itu menganggap bahwa rasio ¹⁴c terhadap ¹²c di atmosfir selalu sama seperti sekarang ini (1: 1 triliun). Jika asumsi ini benar, maka metode ams ¹⁴c dating ini bisa digunakan sampai 80,000 tahun. Lebih dari angka ini, instrumen para ilmuwan tidak akan dapat mendeteksi jumlah ¹⁴c yang cukup untuk mendeteksi usia. Ini adalah suatu asumsi yang kritis terhadap proses penentuan usia.

Jika asumsi ini tidak benar, maka metode ini tidak akan menghasilkan estimasi yang benar. Apakah yang dapat mempengaruhi rasio sampai bisa berubah? Jika kecepatan produksi ¹⁴c di atmosfir tidak sesuai dengan kecepatan hilangnya, rasio akan berubah. Di lain kata, jumlah ¹⁴c diproduksi harus selalu seimbang dengan jumlahnya yang hilang untuk mencapai titik seimbang (equilibrium). Kalau hal ini tidak benar, rasio¹⁴c terhadap ¹²c menjadi tidak konstan, yang membuat jumlah ¹⁴c pada suatu spesimen tidak dapat diketahui secara akurat. 

Dr. Willard libby, penemu metode carbon-14 dating method, berasumsi bahwa rasio ini konstan. Alasannya didasarkan oleh kepercayaan akan evolusi, yang sudah sendirinya mengasumsikan bahwa bumi memang berusia milyaran tahun. Asumsi dalam komunitas ilmiah sangatlah penting. Jika asumsi awal tidak benar, semua perhitungan yang didasarkan atas asumsi tersebut mungkin benar, namun tetap memberikan kesimpulan yang salah.  

Dalam pekerjaan awalnya, dr. Libby mengatakan bahwa atmosfir tidak nampak seperti dalam kondisi equilibrium. Ini adalah suatu yang aneh karena dr. Libby sendiri percaya bahwa bumi ini berusia milyaran tahun dan memiliki banyak waktu untuk mencapai titik equilibrium. Perhitungan dr. Libby menunjukkan bahwa jika bumi dimulai tanpa ¹⁴c in the atmosphere, dalam waktu 30,000 tahun saja ia akan mencapai titik equilibrium (stabil). Jika radiasi kosmik memiliki intensitas yang sama dalam 20,000 atau 30,000 tahun dan jika persediaan karbon belum berubah dalam masa ini, maka akan ada pada saat sekarang ini suatu keseimbangan lengkap antara kecepatan hilangnya atom-atom radiocarbon dan kecepatan asimilasi untuk atom-atom radiocarbon yang baru untuk setiap material dalam siklus hidupnya. 

Dr. Libby memilih untuk mengabaikan adanya ketidakseimbangan ini (non-equilibrium), dan ia menambahkannya kepada eror eksperimental. Namun, selisih itu ternyata sangat nyata. Rasio antara ¹⁴c /¹²c memang tidak konstan. Kecepatan produksi (the specific production rate (spr)) dari c-14 adalah 18.8 atoms per gram dari total carbon per menit. Kecepatan hilangnya (the specific decay rate (sdr)) adalah hanya 16.1 habisnya per gram per menit.³

Apakah artinya? Jika waktu yang diperlukan untuk mencapai equilibrium adalah 30,000 tahun dan ¹⁴c masih belum equilibrium, maka bumi ini memang belum terlalu tua. 

Medan Magnet Bumi

Faktor lain yang mempengaruhi kecepatan produksi ¹⁴c di atmosfir. Bumi ini memiliki medan magnet disekelilingnya yang melindungi kita dari radiasi yang berbahaya dari luar angkasa. Medan magnet ini menyusut (melemah). Semakin kuat medan magnet ini mengelilingi bumi, semakinsedikitlah radiasi cosmik yang mencapai atmosfir. Ini akan mengakibatkan produksi ¹⁴c yang lebih sedikit di masa lalu bumi. 

Penyebab dari level c-14 yang bervariasi tidak diketahui. Variasi yang pasti disebabkan juga oleh produksi radiocarbon pada pancaran kosmik/radiasi. Pancaran kosmik flux, kecepatan produksi c-14, bukan hanya suatu fungsi aktivitas matahari, namun juga pergerakan kutub-kutub magnet pada bumi.  Walaupun rumit, sejarah dari medan magnet bumi ini cocok dengan hipotesis barnes, yang mengatakan bahwa medan  itu selalu menyusut... Medan itu selalu kehilangan energi meskipun variatif, jadi tidak bisa berusia lebih dari 10,000 tahun.

Medan magnet bumi semakin melemah. Saat ini sudah 10 persen, menurut para ahli, lebih sedikit daripada saat mulai dicatat oleh carl friedrich gauss, seorang ahli matematika jerman tahun 1845. Jika kecepatan produksi ¹⁴c di atmosfir lebih sedikit di masa lalu, tanggal yang diberikan melalui metode carbon-14 akan salah asumsi mengatakan bahwa lebih banyak ¹⁴c menyusut dari suatu spesimen daripada kenyataan sebenarnya. Jadi artinya hasil perhitungan tanggal akan menjadi jauh lebih tua daripada sebenarnya.