Redenering van Logos instituut

4. Niet genoeg natrium in de zee

Elk jaar voeren rivieren en andere bronnen meer dan 450 miljoen ton natrium naar de oceanen, Slechts 27% van dit natrium verdwijnt weer uit de zee.Sayles, F.L. en P.C. Mangelsdorf, ‘Cation-exchange characteristics of Amazon River suspended sediment and its reaction with seawater’, Geochimica et Cosmochimica Acta 41 (1979) 767.

Voor zover bekend, blijft de rest in de oceanen waar het accumuleert. Als de oceanen oorspronkelijk geen natrium hebben bevat, zou de huidige hoeveelheid natrium in minder dan 42 miljoen jaar bereikt zijn, gemeten naar de aanvoer- en afvoersnelheid van vandaag de dag.

Dit is aanzienlijk minder dan de evolutionistische leeftijd van de oceanen van 3 miljard jaar. Het gebruikelijke antwoord op dit probleem is dat de natriumaanvoer aanvankelijk minder was en de afvoer groter. Maar zelfs berekeningen die de evolutionistische scenario’s zo goedgunstig mogelijk gezind zijn, komen nog steeds uit op een maximale leeftijd van 62 miljoen jaar. Vergelijkbare berekeningen voor andere elementen in het zeewater resulteren in nog veel jongere leeftijden voor de oceanen.

Weerwoord

Kernpunten

• De rekensom is conditioneel: 450 miljoen ton aanvoer, waarvan 27% wordt afgevoerd, geeft volgens de aangehaalde aannames een netto aanvoer van 328,5 miljoen ton per jaar; dat levert alleen een hypothetische opbouwtijd op als die nettoflux altijd gelijk was en de oceaan met nul natrium begon [7].
• Residentietijd is geen ouderdom: voor natrium wordt in een oceanografische cursus een residentietijd van circa 68 miljoen jaar genoemd, berekend als voorraad gedeeld door bruto toevoer; dat is een gemiddelde verblijfs-/vervangingstijd, niet het aantal jaren sinds de oceaan ontstond.
• Er zijn meerdere uitwisselingsroutes: rivieren, atmosfeer en hydrothermale circulatie leveren stoffen aan; mineralen, sedimenten en reacties met oceaankorst kunnen ze opnemen of vrijgeven [11].
• Een huidige flux is geen geologische constante: de natriumcyclus omvat zowel bruto transport als herhaalde opname, afzetting en terugvoer; een klassieke analyse waarschuwde al dat een simpele langetermijn-stationaire berekening een onredelijk jonge leeftijd kan opleveren [6].
• De Sayles-en-Mangelsdorf-verwijzing is fout en te ruim gebruikt: het correcte artikel staat in Geochimica et Cosmochimica Acta 43(5), 767-779 (1979), en gaat over Amazonessediment, niet over een mondiale natriumbalans of oceaanleeftijd [2].
• Onafhankelijke geologie geeft een heel ander beeld: USGS plaatst de leeftijd van de aarde op 4,54 miljard jaar met minder dan 1% onzekerheid; zirkoononderzoek wijst op vloeibaar water aan het aardoppervlak rond 4,3 miljard jaar geleden [8][4].

Wat de berekening wel en niet zegt

Als de opgegeven getallen letterlijk worden aangenomen, is de aftreksom eenvoudig: 73% van 450 miljoen ton is 328,5 miljoen ton natrium per jaar netto. De deling van een aangenomen huidige natriumvoorraad door die netto-aanvoer kan dus een tijd van ongeveer 42 miljoen jaar produceren. Dat is een rekenkundige uitkomst van de gekozen voorraad en fluxen, niet een onafhankelijke meting van de ouderdom van de oceaan [7].

Om die deling als datering te gebruiken, moet je aanvullend aannemen dat de oceaan aanvankelijk geen natrium bevatte, dat alle relevante bronnen en putten zijn meegerekend, en dat de netto-aanvoer gedurende de gehele gekozen periode constant bleef. Ook moet natrium permanent in de oceaan achterblijven zodra het niet in de genoemde afvoerpost zit. De tekst onderbouwt die voorwaarden niet. De 62 miljoen jaar is om dezelfde reden geen harde maximale ouderdom: het is een alternatieve uitkomst binnen een gekozen fluxmodel, niet een geologische bovengrens die onafhankelijk is vastgesteld.

Residentietijd is geen leeftijd

Residentietijd is ruwweg de hoeveelheid van een element in het oceaanreservoir gedeeld door de bruto toevoer- of verwijderingsflux. Voor natrium noemt een oceanografische cursus circa 68 miljoen jaar en omschrijft dit als de gemiddelde tijd dat een natriumatoom in de oceaan verblijft, oftewel de tijd om de voorraad te vervangen. Een ion kan dus uitwisselen met sediment of korst terwijl de oceaan als reservoir veel ouder is.

Bij een evenwichtige cyclus kan de bruto instroom en uitstroom groot zijn, terwijl de netto verandering van de oceaanvoorraad dicht bij nul ligt. Een korte of lange residentietijd vertelt daarom iets over turnover en uitwisseling, niet rechtstreeks over de leeftijd van het water of het begin van de oceaan. De vaak aangehaalde 68 miljoen jaar is juist illustratief: een getal in dezelfde orde als de beweerde jonge leeftijd is geen bewijs dat de oceaan zelf zo oud is.

Natrium heeft meerdere bronnen en putten

Rivieraanvoer weerspiegelt verwering van continenten en opgeloste zouten. De atmosfeer brengt materiaal in en vervoert zeesproei; hydrothermale circulatie laat zeewater door oceaankorst en diepzeesedimenten bewegen. Deze routes zijn chemisch niet eenrichtingsverkeer: bij hydrothermale reacties kunnen sommige bestanddelen worden vastgelegd, terwijl andere in de vloeistof worden verrijkt. De beschreven hydrothermale fluidsystemen verschillen bovendien met temperatuur en omstandigheden [11].

Natrium kan ook worden vastgelegd in secundaire mineralen en sedimenten, in evaporieten wanneer zouten neerslaan en worden begraven, en door ionenuitwisseling met kleimineralen. Zeesproei voert zout tijdelijk naar de atmosfeer; dat is niet automatisch een permanente nettosink als het zout elders weer neerslaat. Ook verdamping van water op zichzelf verwijdert geen natrium: zij concentreert opgeloste zouten. Permanente verwijdering volgt pas als natriumhoudende mineralen worden gevormd en uit het oceaanreservoir worden afgevoerd of begraven [11].

De gemeten sedimentreacties zijn relevant, maar maken de balans ingewikkelder in plaats van dat ze de oceaan dateren. Sediment kan elementen uit zeewater opnemen en later weer vrijgeven; afgezet sediment kan dus zowel bron als put zijn. Een overzicht beschrijft expliciet dat sedimenten op die manier beide rollen kunnen vervullen en dat de oceanische elementbalans niet eenvoudigweg als een vaste lijst van putten en bronnen kan worden behandeld [11].

Wat Sayles en Mangelsdorf werkelijk onderzochten

De correcte verwijzing is: F. L. Sayles en P. C. Mangelsdorf Jr., “Cation-exchange characteristics of Amazon River suspended sediment and its reaction with seawater,” Geochimica et Cosmochimica Acta 43(5), 767-779 (1979), DOI 10.1016/0016-7037(79)90260-6. De opgegeven volume 41 is onjuist; het is volume 43 [2].

Het artikel onderzocht de ionenuitwisseling van zwevend sediment uit het Amazonebekken. Bij reactie met zeewater nam het sediment natrium op; de studie schatte die opname op bijna een derde van de opgeloste rivieraanvoer in de bemonsterde omstandigheden. Maar die sediment/water-verhouding was uitzonderlijk hoog. Bij een meer representatieve mondiale verhouding raamden de auteurs de opname op 20% van de opgeloste natriumaanvoer; over de jaarcyclus van de Amazone was het effect nog kleiner [2].

Dit is nuttige informatie over een proces, geen meting van wereldwijde natriumafvoer. De studie onderzocht geen volledige oceaanvoorraad, alle rivieren, alle hydrothermale reacties, evaporieten of de verandering van die fluxen door de geologische tijd. Zij levert dus geen mondiale 27%-afvoerfractie en geen ouderdomsgrens van 42 of 62 miljoen jaar [2].

Geologische tijd en oude oceanen

De natriumredenering neemt de fluxen van vandaag en extrapoleert die terug door geologische tijd. Dat is niet gerechtvaardigd zonder te laten zien hoe verwering, continentale blootstelling, vulkanisme, oceaankorstvorming en sedimentatie door de tijd veranderden. Livingstone besprak in 1963 al de zwakte van de eenvoudige natriummethode: als je de bruto terugvoer van natrium in opgeheven sedimenten meeneemt, kan de cyclus bijna sluiten; een langetermijn-stationaire berekening op basis van een nettoflux kan een onredelijk jonge leeftijd opleveren [6].

Onafhankelijk bewijs komt uit radiometrische datering, niet uit de huidige oceaanchemie. USGS geeft 4,54 miljard jaar voor de aarde, met onzekerheid kleiner dan 1%, gebaseerd op isotopensystemen van meteorieten en lood [8]. Een detritische zirkoon is gedateerd op 4.404 +/- 0.008 miljard jaar; zuurstofisotopen in oude zirkoon ondersteunen daarnaast de interpretatie dat vloeibaar water al rond 4,3 miljard jaar aan het aardoppervlak aanwezig was [5][4]. Een latere studie meldt aanvullend bewijs voor oceanen van vóór 4,3 miljard jaar, al blijft dit een geochemische gevolgtrekking uit bewaarde zirkoon, geen direct bewaard Hadeïsch oceaanbekken [14].

Ook moet de ouderdom van de oceaan niet worden verward met de ouderdom van de huidige zeebodem: veel oceaanbodem is jonger dan 150 miljoen jaar, omdat oude oceanische korst bij subductie wordt gerecycled en nieuwe korst wordt gevormd [16]. Dat maakt de oceaan niet jong; het onderscheidt de ouderdom van water/het oceanische systeem van de ouderdom van de huidige korst.

Korte tekst als rechtstreeks antwoord

“De natriumrekensom is hoogstens een hypothetische opbouwtijd: zij deelt een aangenomen voorraad door een huidige, onzekere nettoflux en veronderstelt dat de oceaan ooit natriumvrij was en die flux altijd gelijk bleef. Dat is geen datering. Residentietijd (voor natrium vaak rond 68 miljoen jaar) is de gemiddelde turnover van natrium, niet de ouderdom van de oceaan. Bovendien wisselt natrium uit met riviersediment, hydrothermale fluids en oceaankorst, sedimentaire mineralen en evaporieten; aerosolen verplaatsen zout, terwijl gewone verdamping water verwijdert maar natrium achterlaat. De geciteerde Sayles en Mangelsdorf-studie is bovendien verkeerd geciteerd als volume 41: het is volume 43 (1979), en het betreft Amazonessediment-ionenuitwisseling, niet een mondiale natriumbalans of maximale oceaanleeftijd. Onafhankelijke isotopische gegevens geven de aarde een leeftijd van 4,54 miljard jaar en ondersteunen vloeibaar water aan het aardoppervlak vanaf ten minste circa 4,3 miljard jaar geleden. De 42- en 62-miljoen-jaaruitkomsten volgen dus alleen uit onbewezen modelaannames, niet uit een geldige klok voor de oceaan.” [2][8][4]

Referenties

1. pubs.usgs.gov pubs.usgs.gov
2. sciencedirect.com sciencedirect.com
3. pubs.geoscienceworld.org pubs.geoscienceworld.org
4. nature.com nature.com
5. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
6. sciencedirect.com sciencedirect.com
7. Not Enough Salt in the Sea? asa3.org
8. pubs.usgs.gov pubs.usgs.gov
9. Microsoft Word – lecture11.doc ocean.stanford.edu
10. static.icr.org static.icr.org
11. ocean-climate.org ocean-climate.org
12. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8459238/
13. soest.hawaii.edu soest.hawaii.edu
14. Evidence for Oceans pre-4300 Ma Confirmed by Preserved Igneous Compositions in Hadean Zircon | NSF Public Access Repository par.nsf.gov
15. bio.libretexts.org bio.libretexts.org
16. sos.noaa.gov sos.noaa.gov