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.