歷史地質學/絕對年代測定：概述
在這篇文章中，我們將回顧一下絕對年代測定的方法，看看我們是如何知道它們可以被依賴的。
支援在前面文章中介紹的絕對年代測定方法的一個論點是，它們原則上應該起作用。如果它們不起作用，那麼不僅僅是地質學家對地質學錯了，而是物理學家對物理學錯了，化學家對化學錯了；如果地質學家錯了，那麼整個自然法則都需要重新書寫。科學，因為它只涉及一個具有一個法則集的宇宙，構成一個無縫的整體；我們不能拆解絕對年代測定的單一線索，而不讓整個事情開始崩潰。
不過，過去確實發生過科學家認為他們掌握了自然法則，後來卻發現它是錯誤的情況。沒有特別的理由懷疑，當涉及到絕對年代測定的基礎法則時，情況會是這樣；儘管如此，僅僅從原則上的論點永遠無法完全令人信服。因此，讓我們轉向證據。
您會記得，在我們討論海底擴張時，海底是從洋中脊擴充套件開來的，因此應該在靠近洋中脊的地方更年輕，而在遠離洋中脊的地方逐漸變老。
更重要的是，我們可以透過GPS、SLR和VLBI直接測量擴張速率。這意味著，如果我們沒有其他方法進行絕對年代測定，我們作為第一個近似值將採取擴張海底上玄武岩的年齡為從洋中脊的距離除以擴張速率。
現在，如果我們用這種方法估計海底的年齡，那麼我們就能很好地與放射性年代測定方法得出的日期相吻合。很難認為這是一個巧合；也很難想到任何其他機制能夠產生這種吻合，除了岩石的年齡與放射性年代測定方法告訴我們的年齡一樣。
我們開始討論絕對年代測定時，說過不能依賴沉積速率來進行絕對年代測定。如果有一個可能的例外，那就是海洋沉積物的沉積，因為它不受侵蝕，並且我們預計各種沉積物的沉積速率，如果不是真正恆定的話，那麼也不會像（例如）冰川冰川沉積那樣受到如此大的變化。因此，基於已知的沉積速率，我們至少可以說，海底發現的海洋沉積物的深度與放射性年代測定產生的下面火成岩的年齡一致。
地球磁場的極性是一種全球現象：在任何給定時間，它要麼在任何地方都是正常的，要麼在任何地方都是反向的。因此，如果我們的放射性年代測定方法是正確的，那麼我們就會預測，年代測定為同一年齡的岩石將具有相同的極性，事實也確實如此。
如果這不能完全證明放射性年代測定是正確的，那麼它至少表明（除非出現極不可能的巧合），放射性年代測定方法產生的日期與真實日期之間至少存在一一對應關係，因此必須將其視為支援這些方法的論據。
可以透過使用放射性碳年代測定對已知日期的歷史文物進行年代測定，並表明它通常非常準確來測試放射性碳年代測定。
也可以通過歷史記錄來測試Ar-Ar 年代測定，因為它對自歷史記錄開始以來的岩石進行年代測定足夠敏感。例如，Ar-Ar 年代測定已被用來為公元 79 年維蘇威火山噴發提供準確的日期，正如當時羅馬歷史學家所記錄的那樣。（參見 Lanphere 等人，40Ar/39Ar ages of the AD 79 eruption of Vesuvius, Italy，火山學通報，69，259–263。）
因為年紋包含有機物，所以可以將年紋得出的日期與放射性碳年代測定得出的日期進行比較，看看它們是否吻合。我們還發現樹木年代學和未校準的放射性碳日期之間存在密切的吻合。（我特指未校準的日期，因為放射性碳年代測定是根據樹木年代學進行校準的，因此校準後的放射性碳日期與樹木年代學的吻合是必然的。）
現在，這三種方法中的每一種都依賴於不同的基礎物理過程：放射性衰變、冰川融水、以及樹木的生長。我們幾乎無法假設存在某種單一機制，會以這樣的方式干擾所有這三種截然不同的過程，從而使從它們得出的日期仍然一致。
但同樣牽強的是，想象三種不同的機制以這樣的方式干擾了這三個過程，從而使日期一致；這將需要要麼是荒謬的巧合，要麼是自然過程實際上是在密謀欺騙我們：這是一個更荒謬的想法。
現在，荒謬的事情偶爾也會發生。但在這種情況下，對於日期為何一致，有一個完全合理和直接的解釋，即它們是正確的。
類似的評論可以對放射性年代測定岩石、骨骼年代學，以及透過韻律沉積進行年代測定之間的吻合做出。
我們是否應該相信某種單一機制會干擾衰變的放射性同位素、碳酸鈣的分泌過程以及潮汐作用？這太荒謬了。但我們是否應該相信，是三種獨立的機制以某種方式干擾了這些過程，從而使所有日期都一致？這同樣荒謬。日期一致的直接解釋是它們實際上是正確的。
考慮以下類比：一位鐘錶匠向我們出售一隻電子鐘、一隻擺鐘和一隻發條鍾，並保證它們是防震的。我們對鐘錶匠的說法持懷疑態度，因此對這些鐘錶進行震動測試：我們搖晃它們、扔掉它們、用錘子敲打它們，甚至用大炮發射它們。在整個過程中，它們都顯示著完全相同的時間。我們有可能以某種方式破壞了它們截然不同的內部機制，使它們同時加速或減速，但仍然保持完美同步？還是更可能的原因是，它們之所以同步是因為發生在它們身上的任何事情都沒有影響它們的運作？
相對年代測定法本身並不會給出確切的日期，但它可以讓我們對岩石進行排序。因此，如果我們相信絕對年代測定法，那麼它應該與這種排序一致，例如告訴我們奧陶紀岩石比三疊紀岩石古老；事實確實如此。
很難將這視作一種巧合；同樣難以想象，為什麼除了絕對年代測定法正在給出正確的日期這一直接解釋之外，我們還能從地層學方法推斷出的岩石相對順序，將同位素比率或硬組織年代學資料關聯起來。
在我們討論放射性年代測定法時，我們已經看到，許多（實際上是大多數）放射性測年方法都是自我檢驗的。
因此，在U-Pb 方法中，我們檢查兩種鈾同位素是否產生了一致的日期。在Ar-Ar 方法中，我們檢查逐級加熱是否在每個步驟中都得出相同的日期。在Rb-Sr、Sm-Nd、Lu-Hf、Re-Os、La-Be、La-Ce 和 K-Ca 年代測定法中，我們檢查我們在等時線圖上繪製的點是否位於一條直線上。
這些預防措施使我們能夠剔除大多數由混淆因素導致的資料，例如大氣汙染、風化、熱液事件、變質作用、交代作用等等。
正如我們已經解釋的那樣，偶爾會有錯誤的日期透過這種過濾器，因為這些混淆因素有可能意外地改變同位素比率，從而產生類似於良好日期的結果：例如，Ar-Ar 或 U-Pb 產生明顯一致的日期，或者對各種等時線法產生錯誤的等時線。
如果這種情況從未發生，那確實很非凡，因為千分之一的機率確實會在千分之一的時間內發生。但同樣地，在另外 999 次中，它不會發生，因此雖然可以透過這些方法得出的任何特定日期都可能受到質疑，但絕大多數透過這些過濾器的資料必須是好的；因為我們很難假設混淆因素正在積極地串通起來欺騙我們，因此這些小機率事件必須像統計學考慮所預期的那樣罕見。
你也許會認為，如果存在某種未知因素，與我們目前的物理學理解相矛盾，它在過去加速或減慢了放射性衰變，那麼我們預期放射性年代測定結果會一致，無論它們是否正確。
正如我所說，這與我們目前的物理學理解相矛盾，因此只是毫無根據的推測。更重要的是，讀者應該記住，“放射性衰變”並不是單個過程的名稱；它是任何改變原子核的過程的名稱。因此，為了使由不同放射性測年方法得出的日期仍然一致，自然界必須以某種方式串通起來欺騙我們，改變α 衰變、β 衰變和電子俘獲的速率，以至於基於這些不同衰變模式的不同測年方法得出了相同的日期。
另一個需要牢記的要點是，放射性衰變速率的變化，即使是精心協調的，仍然不會改變所有放射性年代測定結果的方向：例如，如果放射性衰變在過去某個時間加速，那麼這將使U-Pb 或 Ar-Ar 日期比應有的更古老，但它將使宇宙成因表面年代測定法得出的日期比應有的更年輕。
我們可以懷疑透過絕對年代測定法獲得的任何特定日期。但是，懷疑它們所描繪的總體畫面就奇怪了。因為我們看到的是不同放射性測年方法、紋泥、樹木年代學、硬組織年代學、韻律層、古地磁資料、沉積速率、海底擴張以及相對年代測定法之間的巨大一致性。
為了使透過絕對年代測定法獲得的日期普遍錯誤，並且錯誤地與其他觀察結果一致，我們必須假設，我們要麼正在觀察一個難以置信的巨大巧合，要麼整個地球就是一個為了欺騙我們而設計的騙局。
事實上，關於後者的想法一直被提出，最著名的是 19 世紀的宗教狂熱者菲利普·戈斯（Philip Gosse），他在其古怪的著作《翁法洛斯》（Omphalos）中提出，地球只有幾千年的歷史，但上帝創造了它，使其看起來古老得多。對此，查爾斯·金斯利牧師（Charles Kingsley）令人難忘地回答道：“我無法相信上帝會在岩石上為全人類寫下一條巨大而多餘的謊言”。當然，這將是一個神學問題，而不是地質問題，因此超出了本書的範圍。可以肯定的是，地質學是一門科學，在科學中，有必要以宇宙不是謊言為基礎進行研究；因為如果我們相信這一點，我們就可以相信任何事情都是事實，並且無視所有相反的證據。因此，科學方法迫使我們無視神惡意圖的可能性；而單純的自然過程是無意識的，不可能真正地懷有惡意。
那麼，巧合呢？好吧，我們能夠相信的巧合程度是有極限的，否則我們又可以相信幾乎任何事情。科學方法要求我們放棄這種遙遠的可能性，除非至少有一點證據表明它們存在。
我們得出的結論是，絕對年代測定 方法得出的絕大多數年代必須是相當準確的。