Afdrukken

Jaarlijkse IJslagen en de Bijbelse Tijdschaal

Op forums en evolutionistische websites1 passeert zo nu en dan het argument de revue dat tienduizenden ‘jaarlijkse’ ijslagen in de Groenlandse ijskap aantonen dat de aarde veel ouder moet zijn dan slechts zesduizend jaar. Meestal wordt er geen extra uitleg gegeven, bijvoorbeeld over welke onderzoeksmethoden gebruikt worden, hoe individuele lagen worden herkend, welke aannames er gedaan worden en hoe men zo zeker weet dat het echt jaarlijkse ijslagen zijn. De enige informatie die we krijgen is dat er vele tienduizenden laagjes geteld zijn.

Hier zullen we dit argument onder de loep nemen. We zullen vooral kijken naar hoe betrouwbaar de methoden zijn die gebruikt worden om individuele ijslaagjes te onderscheiden, en welke uitgangspunten daarbij een rol spelen. Dit artikel is grotendeels gebaseerd op het werk van Oard.2, 3

Introductie

De betreffende ijslagen zijn afkomstig van opgeboorde ijskernen van de Groenlandse en Antarctische ijskappen. Deze ijskappen zijn geleidelijk ontstaan doordat sneeuw zich door de jaren heen heeft opgestapeld. De bovenste 70 tot 100 meter bestaat uit firn, een korrelige substantie van sneeuw en ijs. Maar dieper dan 100 meter is de druk zo groot dat het sneeuw is samengedrukt tot ijs. Een ijskern kan van millimeter tot millimeter verschillen in structuur en chemische samenstelling. Deze samenstelling kan belangrijke informatie leveren, bijvoorbeeld over het klimaat in de tijd dat de sneeuw viel, of in welk jaargetijde de sneeuw is gevallen. Zo wordt van bepaalde stoffen waargenomen dat ze in grotere hoeveelheden voorkomen in zomersneeuw dan in wintersneeuw, of juist andersom. Dat laatste is natuurlijk interessant, omdat het de mogelijkheid biedt het aantal jaarlijkse cycli te tellen en zodoende tot een datering te komen.

We zullen nu eerst de belangrijkste verschillen tussen het evolutionistische en het creationistische paradigma, met betrekking tot het ontstaan van de ijskappen, in kaart brengen. Daarna zullen we zien dat het paradigma waarbinnen een wetenschapper werkt, en de daarbij behorende uitgangspunten, bepaalt hoe wetenschappers de gegevens (in dit geval de chemische samenstelling van ijslagen) interpreteren.

Twee paradigma’s / raamwerken

In het introductie artikel werden de belangrijkste verschillen tussen het evolutionistische en het creationistische raamwerk al heel beknopt opgesomd. Ook wat betreft de ijstijd en het ontstaan van de ijskappen verschillen beide raamwerken sterk. Binnen het evolutionistische raamwerk postuleert men vijftien tot dertig glacialen (ijstijden) en interglacialen tijdens het Pleistoceen (van 2,6 miljoen tot 11.500 jaar geleden). De laatste ijstijd heeft zo’n 100.000 jaar geduurd. Bijna alle glaciologen (wetenschappers die onderzoek doen naar gletsjers en ijskappen) werken binnen dit evolutionistische paradigma. Binnen het scheppingsraamwerk heeft er zo’n vier-en-een-half duizend jaar geleden een wereldwijde zondvloed plaatsgevonden, en volgde hierop één ijstijd, die enkele honderden jaren heeft geduurd.

Binnen het evolutionistische paradigma heeft men te maken met een groot probleem: de oorzaak van ijstijden is onbekend. Voor een ijstijd zijn namelijk twee tegenstrijdige omstandigheden nodig: kou en neerslag. Er is voldoende neerslag (in de vorm van sneeuw) nodig om de grote ijskappen te vormen die zich ooit over Canada en Noord-Europa uitstrekten. Voor het vormen van ijskappen moet sneeuw die in de winter valt blijven liggen tot de volgende winter, zodat het door de jaren heen kan opstapelen. Hiervoor moet het dus koud genoeg zijn. Het probleem is dat de hoeveelheid neerslag afhankelijk is van de hoeveelheid water dat uit de oceanen verdampt, en dat is weer afhankelijk van de temperatuur. Hoe kouder, hoe minder verdamping, hoe minder neerslag.

Onder het creationistisch raamwerk is er wel een plausibele oorzaak voor één korte ijstijd na de zondvloed. De Bijbel geeft aan dat het water van de zondvloed gedeeltelijk afkomstig was van de ‘fonteinen des groten afgronds’ (Gen 7:11). Als dit water van grote diepten afkomstig was, moet het aanzienlijk heter geweest zijn dan gewoon zeewater. Ook postuleren creationisten grote continentale verschuivingen tijdens de zondvloed (waardoor de continenten hun huidige posities hebben ingenomen), wat gepaard moet zijn gegaan met enorme vulkanische uitbarstingen. Deze vulkanische activiteit zal het water tijdens de zondvloed extra opgewarmd hebben. Ook na de zondvloed zal er nog enkele honderden jaren sprake zijn geweest van verhoogde vulkanische activiteit, totdat de aarde geleidelijk weer tot rust kwam.

Na de zondvloed waren er dus warme oceanen, waardoor er veel meer verdamping was, en dus veel meer neerslag. Ook zaten er in de stratosfeer vele stofdeeltjes als gevolg van het vulkanisme. Deze stofdeeltjes blokkeerden zonlicht, waardoor de continenten snel afkoelden. De vele neerslag zal op de continenten dus neergekomen zijn als sneeuw, waardoor op locaties van veel sneeuwval in relatief korte tijd dikke ijskappen ontstonden. De ijstijd heeft waarschijnlijk zo’n 700 jaar geduurd en kwam tot een eind doordat het vulkanisme afnam en de oceanen afkoelden.

Na de ijstijd zijn de Europese en Canadese ijskappen weer gesmolten, maar de Groenlandse en Antarctische ijskappen zijn er nog steeds. Glaciologen nemen aan dat deze twee ijskappen honderdduizenden tot miljoenen jaren oud zijn. De sneeuw moet jaar na jaar opgestapeld zijn. Sneeuw dat in jaar x gevallen is, wordt in jaar x+1 bedekt door een nieuwe laag sneeuw, welke in jaar x+2 ook weer bedekt wordt door een nieuwe laag. Maar naarmate laag x door meer en meer sneeuw bedekt wordt, wordt het steeds meer samengedrukt. Als in jaar x enkele decimeters sneeuw viel, kan dat uiteindelijk tot een paar centimeters of zelfs millimeters samengeperst zijn.

Afbeelding 1: Verticale compressie van ijslagen. Afbeelding van Oard3, p. 45.

Het creationistische raamwerk verschilt op belangrijke punten. Zoals hierboven al gezegd viel er tijdens de ijstijd buitengewoon veel neerslag. Dit in tegenstelling tot het evolutionistische raamwerk, waarbinnen er tijdens de ijstijd waarschijnlijk juist minder neerslag viel dan er tegenwoordig valt (want het was kouder, dus minder verdamping). Jaarlijkse ijslagen zijn binnen het creationistische kader dus veel dikker.

Naast dat er veel meer neerslag viel, is er binnen het scheppingsmodel ook veel minder tijd voor samenpersing. Dit versterkt het verschil tussen de twee modellen: glaciologen gaan uit van naar beneden toe steeds dunnere jaarlijkse lagen, terwijl creationisten moeten aannemen dat jaarlijkse lagen uit de ijstijd en vlak daarna juist veel dikker waren dan de huidige. De grafiek hieronder geeft het verschil aan.

Afbeelding 2: Evolutionisten (‘uniformitarianisten’) gaan ervan uit dat de onderste (en oudste) jaarlijkse lagen zeer plat zijn gedrukt. Het onderste gedeelte van een ijskap moet dan dus vele tienduizenden jaarlijkse laagjes bevatten. Binnen het scheppingraamwerk zijn de jaarlijkse lagen in het diepere gedeelte juist veel dikker, omdat er binnen dit raamwerk in de ijstijd veel meer sneeuw viel. Afbeelding van Oard3, p. 45.

Er zijn nog meer verschillen. Binnen het scheppingsraamwerk zullen de zomers koeler geweest zijn dan tegenwoordig (minder zonlicht bereikte het aardoppervlak), terwijl winters milder waren (vanwege het warme oceaanwater). Er was dus een veel minder sterk contrast tussen zomer en winter dan evolutionistische glaciologen aannemen. Volgens beide modellen was er tijdens de ijstijd meer vulkanisme (de sporen hiervan worden aangetroffen in de ijslagen), maar in het scheppingsraamwerk is al dit vulkanisme geconcentreerd in een veel kortere periode. Nog een verschil is dat er in het scheppingsraamwerk veel minder tijd is voor diffusie van stoffen binnen het ijs.

Om het enigszins overzichtelijk te maken staan al de genoemde verschillen nog eens in deze samenvattende tabel:

Paradigma Evolutionistisch /
actualistisch
Creationistisch /
catastrofistisch
Jaarlijkse sneeuwval Minder dan tegenwoordig Veel meer dan tegenwoordig
Tijd van samenpersing Tienduizenden jaren Minder dan 4500 jaar
Dikte jaarlijkse lagen Onderaan zeer dun Onderaan veel dikker
Contrast zomer - winter Gelijk aan tegenwoordig Milde winters, koele zomers
Tijd voor diffusie Tienduizenden jaren Minder dan 4500
Vulkanische activiteit Meer dan tegenwoordig Véél meer dan tegenwoordig


Het belangrijkst is het verschil in de dikte van jaarlijkse ijslagen.

Dateren van ijslagen door middel van zuurstof-isotopen

Er zijn verschillende manieren om jaarlijkse ijslagen te herkennen, en daarvan zullen we er één enigszins uitgebreid bespreken: datering met behulp van zuurstof-isotopen. Deze methode is illustratief voor al de andere.

IJs bestaat uit watermoleculen en watermoleculen bestaan uit een zuurstofatoom en twee waterstofatomen. De meeste zuurstofatomen hebben in de kern 16 deeltjes (16O), maar 0,2% van de zuurstofatomen hebben 18 deeltjes in de kern (18O). De twee extra deeltjes maken 18O ietsje zwaarder, dus watermoleculen waarvan het zuurstofatoom 18O is zijn iets zwaarder dan gewone watermoleculen. Door het verschil in gewicht verdampen en condenseren de twee soorten watermoleculen met andere snelheden, een verschil dat bovendien afhangt van de temperatuur. Dit is terug te vinden in de verhoudingen tussen 18O en 16O in sneeuw. Het blijkt dat de verhouding 18O : 16O in sneeuw lager ligt (dus minder 18O) naarmate het kouder is op het moment dat de sneeuw valt.

Deze isotoop-verhoudingen geven dus informatie over het klimaat op het moment van de sneeuwval, maar kunnen ook gebruikt worden om het verschil tussen zomer en winter waar te nemen. Wintersneeuw bevat een lagere 18O : 16O verhouding (uitgedrukt in δ18O)4 dan zomersneeuw. In afbeelding 3 zijn de oscillaties van de δ18O tussen zomers en winters duidelijk zichtbaar.

Afbeelding 3: De δ18O afgezet tegen diepte (in meters, aan de rechterkant) en tijd (in jaren, aan de linkerkant). Naar Hammer et. al.5

De δ18O kan dus gebruikt worden om jaarlijkse cycli te tellen. Door van boven naar beneden in korte intervallen zuurstof-isotopen te meten, kunnen wetenschappers honderden jaarlijkse sneeuw-/ijslaagjes tellen.

Maar er is een probleem. Na verloop van tijd vervaagt het signaal. De amplitude tussen zomer en winter neemt snel af naarmate we afdalen in de ijskap. Dit is het gevolg van moleculaire diffusie van watermoleculen tussen de sneeuwlagen. Vooral in het firn, in de bovenste 100 meter, verloopt deze diffusie vrij vlot. Maar onder de firn-ijs grens gaat diffusie vele malen langzamer, dus glaciologen gaan er vanuit dat de δ18O variaties in het ijs redelijk goed bewaard blijven. De diffusiesnelheid is dusdanig dat men denkt dat er minimaal een jaarlijkse sneeuwlaag van 20 centimeter nodig is, om het verschil tussen zomer en winter nog adequaat te kunnen waarnemen. Op de meeste Antarctische locaties is de jaarlijkse sneeuwval minder dan 20 centimeter per jaar, dus daar is het tellen van individuele ijslagen niet zo gemakkelijk. Maar op de meeste Groenlandse boorlocaties valt tegenwoordig meer dan 20 centimeter sneeuw per jaar, dus als dat in het verleden ook zo was is de δ18O een bruikbare methode om ijslagen te dateren.

Diffusie in de firnlaag is niet de enige factor die jaarlijkse oscillaties uit kan wissen. Naarmate een ijslaag dieper begraven wordt, wordt deze ook steeds meer samengeperst. Deze samenpersing verzwakt het signaal nog meer.

Maar er zijn nog meer complicaties. De δ18O geeft in feite niet persé zomers en winters weer, maar temperatuursverschillen. We weten allemaal dat temperaturen gedurende een jaar meerdere malen kunnen fluctueren. In ijslagen kunnen dus meerdere oscillaties per jaar worden vastgelegd. Grote fluctuaties in δ18O kunnen waargenomen worden in sneeuwsamples van één sneeuwstorm. Warme en koude luchtstromen komen het hele jaar voor, en een beetje sneeuw is het enige dat nodig is om deze temperatuursverschillen vast te leggen. Subjaarlijkse oscillaties vormen een probleem, want hierdoor zouden er teveel ‘jaren’ geteld kunnen worden. Neem bijvoorbeeld de volgende metingen:

Afbeelding 4: Meerdere δD oscillaties per jaar. D staat voor deuterium, een isotoop van waterstof. Deze methode is sterk overeenkomstig met de zuurstof-isotopen methode en levert nagenoeg dezelfde resultaten op. Naar Shuman et. al.6

Aldus Shuman et. al.:

The isotope record initially contains temperature information from many times of the year. […] and they also demonstrate that the snow in this area initially contains temperature and chemical records with sub-annual resolution.
Shuman et. al., Temperature history and accumulation timing for the snowpack at GISP2, central Greenland, Journal of Glaciology, 44(146), 1998, p. 21

Hoewel subjaarlijkse oscillaties soms groot zijn, zijn ze over het algemeen kleiner dan de jaarlijkse oscillaties. En nu komt het: gezien de huidige neerslag op de locaties van de meeste boorholen, wordt verwacht dat de subjaarlijkse oscillaties uitgewist worden door diffusie en samenpersing van het ijs. Met het oog op de huidige sneeuwval is dit een logische aanname, zeker aangezien er in het verleden (tijdens de ijstijd) nog minder sneeuw viel dan tegenwoordig, en gezien de lange tijd dat er diffusie en samenpersing heeft plaatsgevonden.

Althans, binnen het evolutionistische paradigma.

Binnen het creationistische paradigma is dat echter niet het geval. Onder dit raamwerk moet juist aangenomen worden dat er tijdens de ijstijd méér sneeuw viel dan tegenwoordig. Veel meer. (Zie afbeelding 2.) Bij grotere neerslag worden subjaarlijkse variaties wel bewaard.

In deze afbeelding is te zien wat er bij drie verschillende hoeveelheden jaarlijkse neerslag, 20 cm, 70 cm en 2 m, na verloop van tijd gebeurt met de subjaarlijkse oscillaties.

Afbeelding 5: Bij een jaarlijkse sneeuwval van 20 cm zullen de subjaarlijkse variaties in δ18O volledig verdwijnen door diffusie en samenpersing, tegen de tijd dat deze sneeuwlaag de firn/ijs grens is gepasseerd. Bij een jaarlijkse sneeuwval van 70 cm blijven de subjaarlijkse variaties gedeeltelijk in stand tot aan de firn/ijs grens. (Onder deze grens gaat diffusie veel langzamer, maar gezien de lange perioden binnen het evolutionistische paradigma, zullen ook deze oscillaties volgens glaciologen uiteindelijk vervagen.) Bij een jaarlijkse sneeuwval van 2 meter per jaar worden subjaarlijkse schommelingen uitstekend bewaard. Naar Oard3, p. 64.

Niet alleen was er volgens het scheppingsraamwerk meer neerslag tijdens de ijstijd, er was ook veel minder tijd voor samenpersing en diffusie. Hierdoor zouden de subjaarlijkse variaties in δ18O extra goed bewaard blijven. Bovendien was het contrast tussen zomers en winters kleiner, dus zullen de subjaarlijkse oscillaties extra prominent aanwezig zijn geweest t.o.v. de jaarlijkse oscillaties.

Omdat de wetenschappers, die de onderzoeken naar ijskernen verrichten, werken onder het evolutionistische paradigma, zullen ze de subjaarlijkse oscillaties tellen als jaarlijkse ijslaagjes. Hierdoor komen ze op veel hogere leeftijden voor de ijskernen uit dan deze in werkelijkheid hebben.

Uitgangspunten over de dikte van ijslagen

Maar daar blijft het niet bij. Vanwege de weinige sneeuwval en de lange tijd voor samenpersing, hebben glaciologen bepaalde verwachtingen over de dikte van jaarlijkse lagen op bepaalde diepten in de ijskappen. Deze verwachtingen hebben een grote invloed op het tellen van de ijslagen.

Oscillaties kunnen gevonden worden op allerlei niveaus. Stel dat er in een bepaalde sectie van een ijskern δ18O oscillaties zijn van een centimeter dikte, maar ook grotere oscillaties van een decimeter dikte. Als glaciologen op grond van modellen over samenpersing jaarlijkse lagen van een centimeter verwachten, zullen ze díe oscillaties interpreteren als jaarlijkse oscillaties. Uitgaande van het scheppingsraamwerk zouden dat subjaarlijkse oscillaties kunnen zijn.

Deconvolutie

Als glaciologen op grond van hun modellen op een bepaalde diepte jaarlijkse lagen van, bijvoorbeeld, 2 cm verwachten, maar er worden alleen grotere oscillaties gevonden, is er nog niets aan de hand. Ze veronderstellen immers dat het jaarlijkse signaal is uitgewist door diffusie en samenpersing. Maar met behulp van een computerprogramma denken ze de data te kunnen deconvolueren. Dat wil zeggen, ze denken de oorspronkelijke oscillaties te kunnen reconstrueren. Eén van de input-parameters van dit computerprogramma is de dikte van jaarlijkse ijslagen. Als de onderzoeker invoert dat de jaarlijkse lagen ongeveer 2 cm dik moeten zijn, zal de computer er een ‘oorspronkelijk’ δ18O-profiel uitpersen met ‘oorspronkelijke’ oscillaties die de 2 cm benaderen.

Hieronder is een voorbeeld van deconvolutie te zien. Dit is een δ18O-profiel van een sectie van de Camp Century ijskern, afkomstig van 1156 meter diepte (met een veronderstelde ouderdom van 12.000 jaar). In de ruwe data zijn twee of maximaal drie oscillaties waar te nemen. Maar door de gegevens te deconvolueren, met als input een verwachte jaarlijkse laag van 1,8 cm, weet men er zes oscillaties uit op te maken.

Afbeelding 6: Deconvolutie van de ruwe data levert naar wens extra jaarlijkse schommelingen op. Naar Johnsen.7

Toen deze onderzoeker dezelfde deconvolutie uitvoerde met als input 1,2 cm dikte, kwamen er geen zes maar tien oscillaties uit. Deze techniek is dus allesbehalve objectief, en volledig afhankelijk van aannames over de laagdikte.

De ruwe data passen eigenlijk beter binnen het creationistische kader. De twee of drie echte oscillaties zouden jaarlijks kunnen zijn. Maar dat zouden ook subjaarlijkse schommelingen kunnen zijn, gezien de vele sneeuwval tijdens de ijstijd.

Andere methoden, dezelfde bezwaren

We hebben gezien dat de vele schommelingen in de verhouding tussen zuurstof-isotopen (die glaciologen opvatten als jaarlijkse oscillaties) makkelijk verklaard worden binnen het creationistische paradigma. We hebben zuurstof-isotopen als voorbeeld gebruikt, maar er zijn nog veel meer methoden die wetenschappers gebruiken om individuele jaarlijkse ijslagen te onderscheiden. Al deze methoden lijden in feite aan dezelfde problemen, waardoor ze niet bruikbaar zijn als argument tegen de bijbelse tijdschaal:

  • Van alles wat gebruikt wordt om jaarlijkse lagen te herkennen (zuurstof, deuterium, zouten, stofdeeltjes, zuren, depth hoar), is bekend dat ze meerdere lagen per jaar kunnen vormen.
  • De jaarlijkse ijslagen zijn veel dikker dan glaciologen aannemen, want er viel in de ijstijd veel meer sneeuw.
  • De jaarlijkse ijslagen zijn dikker dan glaciologen aannemen, want er is veel minder tijd geweest voor samenpersing.
  • Subjaarlijkse oscillaties zijn bewaard gebleven omdat ze in een veel dikker pak ijs zijn vastgelegd.
  • Subjaarlijkse oscillaties zijn bewaard gebleven omdat er veel minder tijd is geweest voor samenpersing.
  • Subjaarlijkse oscillaties zijn bewaard gebleven omdat er veel minder tijd is geweest voor diffusie. (Dit speelt alleen een rol bij zuurstof en deuterium.)
  • Glaciologen zoeken op de verkeerde schaal naar jaarlijkse oscillaties. Diep in de ijskernen zoeken ze naar jaarlijkse ijslagen met een dikte van 1 cm, terwijl de werkelijke jaarlijkse lagen misschien wel een meter dik zijn. Het is onvermijdelijk dat ze subjaarlijkse variaties zullen interpreteren als jaarlijkse schommelingen.

Conclusie

In tegenstelling tot wat evolutionisten in (forum)discussies soms beweren, vormen ijslagen geen probleem voor de bijbelse tijdschaal. De conclusies die glaciologen trekken over het aantal jaarlijkse ijslagen zijn gebaseerd op uitgangspunten die alleen kloppen als het evolutionistische raamwerk het juiste is. Maar als het bijbelse raamwerk het juiste is, moeten er hele andere uitgangspunten ingenomen worden. Het belangrijkste verschil betreft de dikte van de jaarlijkse ijslagen. Omdat glaciologen uitgaan van het evolutionistische raamwerk, en dus zeer dunne jaarlijkse lagen verwachten (zie afbeelding 2), zullen ze altijd meer jaarlijkse lagen tellen dan er in werkelijkheid zijn. Maar wanneer we uitgaan van één korte ijstijd, veroorzaakt door warme oceanen en verhoogde vulkanische activiteit, verdwijnt niet alleen het enigma over de oorzaak van de ijstijd, maar wordt ook duidelijk dat de ijskappen veel jonger zijn dan de meeste mensen denken.

Referenties

1. Zie bijvoorbeeld: Thomas de Wilde, De ouderdom van de aarde, < http://nadarwin.nl/Geo/oude-aarde.html >, en Fedor Steeman, Tekortkomingen aan de ‘zondvloedgeologie’, < http://www.daaromevolutie.net/default.asp?action=show&what=art&ID=46&topic=&segm=3 >.
2. Zie zijn boek Frozen in Time, en het boek onder referentie 3. Wie liever luistert dan leest kan deze presentatie van Michael Oard bekijken.
3. Michael J. Oard, The Frozen Record: Examining the Ice Core History of the Greenland and Antarctic Ice Sheets, Institute for Creation Research, El Cajon, California, 2005
4. De zuurstof-isotoop verhouding is alsvolgt gestandaardiseerd: δ18O = [(18O/16O)sample – (18O/16O)VSMOW] / (18O/16O)VSMOW × 1000‰, waarbij (18O/16O)VSMOW de verhouding in de oceaan is, zoals gestandaardiseerd in de Vienna Standard Mean Ocean Water.
5. Hammer et. al., Dating of Greenland ice cores by flow models, isotopes, volcanic debris, and continental dust, Journal of Glaciology, 20(82), 3-26, 1978
6. Shuman et. al., Temperature and accumulation at the Greenland Summit: Comparison of high-resolution isotope profiles and satellite passive microwave brightness temperature trends, Journal of Geophysical Research, 100(D5), 9165-9177
7. Johnsen, Stable isotope homogenization of polar firn and ice. In: Isotopes and Impurities in Snow and Ice, IAHS Publication 118, p. 210-219, 1977

 
Evolutie.EU, Powered by Joomla!; Joomla templates by SG web hosting