onsdag 11 juni 2014

Ränderna går aldrig ur? Om årsvarv och andra laminerade sediment

Här kommer en tung artikel om varviga sediment, som visar varför det är vetenskapligt klarlagt att det existerar sjösediment som är betydligt äldre än 6000 år eller så, vilket är den ålder för jorden och universum som accepteras av bibliska ungjordskreationister. Förutom att materialet fullständigt vederlägger en ungjordkreationistisk världsbild, så är det också en fascinerande dokumentation av hur väl den vetenskapliga metoden fungerar när den tillämpas enligt regelboken, och en hyllning till den beundransvärda ihärdigheten och precisionen hos många av vetenskapssamhällets företrädare. En stor applåd till alla dessa vetenskapare som sliter häcken av sig för att ta reda på hur världen fungerar. Tack också bland annat till den hemlighetsfulle skeptikern Gamle Egon och Mikael Säker, som har dragit stora lass i en lång och utdragen process när dessa och närliggande ämnen har avhandlats på Twitter, och särskilt också till Anders Jirdén, som har varit behjälplig med en osannolikt stor mängd referenser om sediment, inklusive många av de vetenskapliga referenser som artikeln baseras på.

Varviga sediment uppvisar en laminering som ett resultat av årstidsvariationer i mängd och/eller typ av sediment som deponeras. Denna process ger upphov till cykliska laminära mönster genom vilka man kan räkna förlupen tid i form av enskilda år i en sedimentborrkärna eller i geologiska lager ungefär analogt med årsringarna hos ett träd. Antalet sådana varv (vanligen dubbla lager i form av ett sommar- och ett vinterlager) i sedimenten på enskilda platser kan ofta vara mycket stort: tiotusentals eller till och med miljontals varv. Analogt med årsringar i träd försöker man också foga samman varviga sediment på olika platser till en gemensam kronologi som kan användas för att datera och karakterisera olika geologiska händelser i det förflutna. Varv kan bildas på många olika sätt, så länge det sker genom annuella fluktuationer i sedimentdeposition. Sådana säsongsvariationer ger ofta så tydliga effekter att många olika sediment troligen skulle vara varviga, om det inte vore för att sedimenten vanligen blandas om genom biologisk aktivitet (bioturbation). För att laminära varv ska bevaras krävs speciella förhållanden, som tydlig stratifiering av vattenmassan, och syrefattiga bottnar i djupa sjöar, som förhindrar biologisk aktivitet som annars leder till att lagren utplånas (Ringberg; Anderson 1996; Ojala et al. 2012). I figuren nedan från Ojala et al. 2012 visas ett antal exempel på varviga sediment, vars återkommande annuella cykler är tydligt urskiljbara.





Den oundvikliga slutsatsen av det stora antalet varv på vissa platser är att dessa sediment representerar mycket långa tidsrymder; mycket längre än de ca 6000 år som vanligen accepteras som jordens och universums ålder av företrädare för biblisk ungjordskreationism. Existensen av varviga sediment är med andra ord förödande för den ungjordskreationistiska ståndpunkten. Föga förvånande försöker kreationister på alla upptänkliga vis ifrågasätta existensen av årsvarv. Det finns en hel del allmänna synpunkter på årsvarv kontra andra typer av laminerade sediment, och hur dessa frågor hanteras av ungjordskreationismens företrädare, som kan vara värda en liten fördjupning.

Diskussionen med ungjordskreationisten Erik Scherman om sedimentvarv och deras betydelse har nått fram till den här typen av frågeställningar, och stötestenarna som Erik snubblar över är i många avseenden ganska representativa för den kreationistiska argumentationen. Så vi låter väl Erik definiera frågeställningen:



Så hur vet vi alltså att vi har att göra med cykliska förändringar som motsvarar just ett år?

Det finns framför allt två välstuderade processer som ger upphov till årliga cykliska förändringar med säsongsvariation. Förändringar i vattenflöde från avrinningsområdet över året kan ge stora effekter på mängden och storleken av sedimentpartiklar som deponeras under olika delar av året. Denna process ligger till grund för varviga lersediment som har avsatts under isavsmältningen efter istiden, samt många varviga leror som bildas i anslutning till glaciärer idag. Figuren nedan illustrerar denna process och ger exempel på resulterande varviga leror.

Figuren visar till vänster en illustration över hur varviga leror bildas vid avsmältning från en iskant. Bilden i mitten är ett exempel på en varvig lera från Lyckeby i Blekinge (båda exemplen från Ringberg). Den högra bilden visar en varvig, modern glacial lera i högre förstoring med gränserna mellan vinter- och vårdeposition tydligt utmärkta (från Tufts University).





















Den andra huvudsakliga processen som genererar varviga sediment utgörs av typiska säsongsvariationer i produktion av biologiskt material som växtplankton (exempelvis kiselalger) i sjöar. Här finns också verkligen den mycket starka koppling mellan solvarv och sedimentering som Erik efterfrågar. Fysikaliska förhållanden som ger omblandning av vattenmassan med transport av näringsämnen, samt högre vår/sommartemperaturer med mycket solljus ger pålitligt återkommande algblomningar år efter år. Se en allmän modell från Zillén et al. 2003 här:


































Slutresultatet är en komplicerad blandning av autoktont (producerat i sjön) och alloktont (från avrinningsområdet) material som bildar sedimentvarv med något olika utseende beroende på omständigheterna. Mörka lager är ofta knutna till vinter- och sommarstagnation, medan ljusa lager kännetecknar omrörningsperioder med stort vattenflöde under vår och höst. Se också ett verkligt exempel från Renberg 1986 här, med varv av olika utseende inom samma borrkärna:

















Experiment visar också att sedimenten ofta uppvisar hög reproducerbarhet över olika ytor i samma sjö. De förändras inte heller mycket över tid, vare sig kemiskt eller utseendemässigt, när de väl har konsoliderats, förutom att de kompakteras och i ett längre perspektiv förlorar vatten genom tryck från ovanliggande sediment. En figur från Gälman 2009 visar en enastående överensstämmelse mellan två borrkärnor som tagits med 22 års mellanrum inom ungefär samma del av sjöbottnen:



























Det finns alltså många olika typer av kausala samband som gör att man bör kunna förvänta sig säsongsmässiga variationer i bottensedimenten på de flesta sjöar. Ojala et al. 2012 har sammanställt 108 varviga sedimentlängder över hela jorden, varav 81% sträcker sig ända fram till nutid. Enligt Ojala et al. 2012 är 90% av varvserierna i deras databas bekräftade med någon oberoende metod; oftast någon form av isotopdatering som visar en tydlig överensstämmelse med antalet varv. Det finns alltså mycket god förståelse för hur varv blir till och vad som orsakar deras karakteristiska mönstring, och kopplingen mellan årstidsvariatoner och sedimentmönster är uppenbar. Men hur avgör man i praktiken att varviga sediment med årsvariationer faktiskt bildas, och att vissa specifika sediment är varviga?




Vad är alltså rimliga evidenskrav för att slå fast att fenomenet existerar, och demonstrera att verklig varvbildning, med ett varv per år, sker i laminära sediment? Det vore naturligtvis intressant, som Erik önskar, att slå fast sambandet mellan vissa delar av varven och specifika årstider genom experiment med markörer. Men det är långt ifrån nödvändigt för att bekräfta förekomst av årsvarv.  Det vore inte någon liten uppgift att sprida en markör på djupt vatten mitt i en sjö, så att den kan återfinnas med hjälp av sedimentborrningar. Det kräver att man sprider stora mängder material över ganska stora ytor sjöbotten, vilket är betydligt mer komplicerat än att markera en begränsad snöyta för att hålla reda på olika årslager med snö, som man gör då man studerar glaciärborrkärnor. Det finns gränser för hur mycket resurser forskare kan lägga ner för att återuppfinna hjulet när något redan är dokumenterat bortom allt rimligt tvivel. Dessutom kan jag föreställa mig att Länsstyrelsen, eller dess motsvarighet i andra länder, skulle vara tveksam att ge tillstånd till att sprida sådana mängder främmande material i en sjö. Men som vi ska se nedan, så har man, tvärtemot vad Erik påstår, dokumenterat mycket väl när olika delar av en varvsekvens bildas, och det finns det trots allt exempel då man har utnyttjat existerande markörer ungefär på det sätt som Erik efterfrågar.

Så hur kan man med säkerhet visa vad som händer?

Själva varvbildningen kan man bokstavligen studera i realtid genom sedimentfällor på botten av sjöar, vilka fångar upp sediment som deponeras över olika säsonger. Här har man visat varvbildning under två år direkt i ett uppsamlingskärl, och motsvarande sedimentfällor har använts för att karakterisera vilken typ av sediment från olika säsonger som bygger upp varje varv, med enastående repeterbarhet. Material från Ojala et al. 2013, via den webbaserade publikationen PAGES magazine som också har många andra intressanta varvstudier.



































Vad gäller produktionen av alger och annat biologiskt material inom själva sjön, så visar studier med sedimentfällor på botten av sjöar också att dessa alger sjunker ned och bidrar till bottensedimentens uppbyggnad, så att sedimenten blir ett arkiv som visar tydliga säsongsvariationer. Exempel på detta visas i figuren  nedan från  Zohary et al. 1998.




















Dessa mönster är typiska för i stort sett alla tempererade sjöar, med vissa variationer. Litteraturen är full av exempel på detta, och två olika varianter på samma tema syns i figuren nedan.

Två olika exempel på algblomningar med åtföljande deponering i sedimenten. I den vänstra figuren, från  Goedkoop och Johnson 1996, syns en mycket markerad vårtopp i produktionen av alger och en gradvis ökning under sensommar och höst (A). Algdepositionen, mätt som mängden klorofyll i sedimenten, följer produktionen av alger i vattenmassan mycket väl (C). I den högra figuren, från  Raubitschek et al. 1999 , är mönstret något annorlunda. Den skuggade ytan visar total mängd uppmätta alger på olika djup, medan de svarta och vita linjerna är samma data uppdelade på två olika arter, varav den ena är dominerande. Produktionen av alger har två toppar på vår respektive höst, medan den huvudsakliga depositionen mätt på större djup sker på hösten/vintern. I båda fallen uppvisar sjöarna mycket tydliga säsongsvariationer som utgör klara tidpunktsmarkörer om mönstren skulle bevaras i sedimenten.
































Experimenten med sedimentfällor ovan visar redan i realtid hur varven byggs upp, och att det finns en kausal länk mellan förekomsten av kiselalger vid vissa tidpunkter på året och deras förekomst i sedimenten. Kiselalgerna själva utgör med andra ord en alldeles tillräcklig markör för att visa en kronologisk sekvens.

Andra kronologiska markörer utgörs av cykliska kemiska förändringar i bottensedimenten. Järn fälls ut på olika sätt i sedimenten under olika delar av året beroende på syrehalt. De mycket mörka lagren som är knutna till vinter- och sommarstagnation har visat sig vara färgade av utfälld järnsulfid som ett resultat av låg syrehalt (Shchukarev et al. 2008Gälman 2009Gälman et al. 2009).

Att äkta varvbildning sker med ett varv per år har också visats om och om igen i olika fleråriga studier. Ett svenskt exempel av Renberg 1986, med fyra sedimentborrkärnor tagna med frysborr över sex år visar tydligt att ett nytt varv läggs till varje år. Den visar också på mycket god reproducerbarhet av specifika lamineringsmönster mellan olika borrkärnor inom samma sedimentområde.






















I Gälman et al. 2008 och Maier et al. 2013 har man gjort liknande undersökningar med 10-13 sedimentkärnor under 27-33 år som visar hur sedimenten byggs på år efter år. Artiklarna visar emellertid inte mer än ett exempel på en borrkärna så jag tar inte upp några bilder här.

Sandman et al. 1990 (se figuren nedan) bekräftade med hjälp av frysborrning med fyra års mellanrum att fyra varv hade adderats till sedimentytan under denna tid. Varven innehöll kiselalger i förväntade mönster i lager motsvarande enskilda blomningar (se dominerande arter till vänster). Varvens ålder bekräftades också med olika isotopmetoder.


Zillén et al. 2003 studerade bottensedimenten i 16 olika värmländska sjöar, och fann fullständigt laminerade sediment i tre av dessa. Strukturen på laminae motsvarade den som kan förväntas vid variation över specifika säsonger, med distinkta sommar- och vinterlager. För att bekräfta att lamineringen motsvarade årsvarv jämförde man också här borrkärnor från flera följande år och konstaterade att ett nytt sådant varv bildades varje år. Varvräkningen kalibrerades också mot C14-dateringar på organiska lämningar som återfanns på olika nivåer i borrkärnan, med god om än inte perfekt överensstämmelse hela vägen:


På samma material har Zillén et al. 2002 också identifierat lager av vulkanaska från specifika utbrott av europeiska vulkaner i förhistorisk tid. Exemplen i artikeln är från Hekla och Kebister, som utgör kända specifika utbrott vars spår har hittats över stora delar av Europa. Detta är bara några exempel på hur olika händelser kan kors-korreleras mellan olika system. Inget av dessa system är isolerade från varandra, utan det råder god överensstämmelse mellan många helt oberoende dataset från olika delar av Europa och i många fall resten av världen. I detta specifika fall finns det diskrepanser mellan två sjöar som pekar på att varvkronologin avviker med en viss felmarginal mellan sjöarna, men den generella överensstämmelsen är god.


Stanton et al. 2010 har fortsatt studera de varviga sedimenten i en av de värmländska sjöarna: Kälksjön, och kopplat varvkronologin till en mängd oberoende data för verifiering. De tydliga varven som finns i Kälksjön har gett en lång, kontinuerlig varvserie som går tillbaka mer än 9000 år. I ett mycket kort perspektiv har Kälksjön kalkats under två år, vilket ger precis den typ av tidsmarkör i form av synligt lager som Erik efterfrågar.I bilden nedan ser man att kalklagren, som deponerats i Oktober vardera året, hamnar i slutet av vardera sommarlagret, strax före brytningen av sommarstagnationen och innan den deponering av alloktont, minerogent material som verkar vara typisk för sjön senare under hösten. Här finns alltså ännu en bekräftelse på att lamineringen i sedimenten speglar en kronologisk registrering av en serie diskreta skeenden.


Författarna arbetar sig sedan metodiskt bakåt när det gäller att verifiera så noggrant det bara är möjligt att varven som man räknar verkligen motsvarar årsvisa förändringar. Genom att jämföra med Halten Cesium-137 i sedimentvarven finner man att 1963 och 1988 års varv motsvarar maximal förväntad deposition från kärnvapensprängningar under 50-60-talen respektive Tjernobyl-olyckan 1986. Inget tvivel om att det går att räkna årsvisa förändringar i dessa sediment, alltså.


När det gäller längre historiska tidsperspektiv så använder man sig av blyföroreningar som uppstått genom mänsklig aktivitet. Mängden bly, och fördelningen av blyisotoper, i nordiska sjösediment och torvmossar följer ett mycket likartat mönster överallt i Europa och stora delar av världen, summerat i figuren nedan från Renberg 2014. Det är ett mönster som återfinns över stora delar av jorden, som ett resultat av historiskt rekonstruerbara mönster av gruvdrift, samt i vår tid storskalig industriell blyanvändning och blyad bensin:


Mycket likartade mönster för blyförekomst får man till exempel då man rekonstruerar tidsföljder i grönländska isborrkärnor som går tillbaka mycket längre än dagens varviga sjösediment. Men det är en annan historia.

En kontroll mot blyhalter i Kälksjön visade att det saknades ett antal årsvarv i sedimentkärnan under de första 1000 respektive 2000 åren. Under vissa år avsätts alltså inte tillräckligt tydliga varv i sedimenten för att ett år ska registreras vid varvräkningen. Men det representerar alltså en viss underskattning av det verkliga antalet år. Det finns inga tecken som tyder på att mer än ett varv skulle bildas per år.










Författarna jämför också med Kol-14-dateringar av växtmaterial från flera olika delar av borrkärnorna för att förankra varvkronologin upp till mer än 9000 år bakåt, till tiden strax efter inlandsisens avsmältning då varviga sediment började deponeras. Varvkronologin och Kol-14-kronologin följer också varandra mycket väl, med undantag för att varvkronologin konsekvent visar en något yngre datering än Kol-14-kronologin. Återigen: ingenting tyder på att mer än ett varv bildas per år.








Liksom allt som glimmar inte är guld, så är inte alla laminerade sediment varviga, det vill säga har en periodisk deponering som motsvarar årsförändringar. Det finns många exempel på laminerade sediment där ett stort antal lager orsakas av episodisk deponering som sker på mindre än ett år. Men sedimentologer är mer än väl medvetna om sådana alternativa typer av laminerade sediment, och det finns goda kriterier för att skilja dem från varviga sediment.. 

Lambert and Hsu 1979 studerade sediment i sjön Walensee, och fann att bottensedimenten var laminerade, men att åtminstone delar av dessa laminerade sediment motsvarade snabb deposition från översvämningar och liknande händelser som dokumenterats med sedimentfällor, med många laminae deponerade på mindre än ett år:



Författarna visar emellertid att det råder stora skillnader mellan de icke-varviga sedimenten i Walensee och äkta varviga sediment, till exempel från Zürich-sjön. De icke-varviga sedimenten från Walensee har mycket otydligare struktur, utan periodiska lager, och saknar de skarpa avgränsningarna mellan olika varv som är typiska för Zürich-sjön:


I ett annat exempel konstaterar Hammer and Stoermer (1997) att laminerade sediment i Third Sister Lake inte är varviga, baserade på sedimentlagrens oregelbundna utseende och det faktum att det inte finns någon periodisk korrelation mellan laminae och förekomst av växtplankton:

Sammansatt figur från Hammer and Stoermer 1997. Sedimentborrkärnor visar växlande lager av ljust lermaterial och mörkt organiskt material, som har mycket variabel tjocklek och ojämnt utseende. Bilden till höger visar förekomst av olika arter kiselalger i ljusa och mörka lager, vilka förekommer sporadiskt och inte uppvisar någon korrelation med mörk och ljus lagerföljd. 

Andra exempel på hur laminerade sediment kan bildas inkluderar massflöden av ler- och vattenblandade sediment, och pyroklastiska flöden av vulkaniskt material som bildas vid vulkanutbrott:

Exempel på gamla pyroklastiska sedimentlager från Lacher See i Tyskland, samt färska sediment från Mt. St. Helens utbrott 1986. Kreationister försöker ofta låtsas som om Mt. St. Helens utbrott utgjorde en ny erfarenhet för geologer, och en utmaning för "uniformitaristisk" geologi. Exempel från den föregående länken visar hur absurt ett sådant påstående är.

Denna typ av laminerade sediment liknar emellertid inte, och är omöjliga att förväxla med, varviga sedimentlager som de som förekommer till exempel i Green River-formationen och andra fossila sjösediment:

Hundratals meter tjocka, gamla sjösediment från Green River, vilka uppvisar laminerade varv som sträcker sig många kvadratkilometer. Till höger en sektion med varvig skiffer från green river som använts som dekoration i väggen på Geologiinstitutionen vid University of Utah. Varvtjockleken hos dessa sediment är extremt tunn; mycket tunnare än de synliga, horisontella laminae som tydligt avtecknar sig i skiffern.

Efter denna nätta lilla inledning till hur laminerade sediment kan formas, så kan vi alltså konstatera följande fakta, vilka har varit kända för geologer i årtionden (inklusive kreationistiska geologer, om de besvärar sig med att läsa litteraturen):

1) Det finns många olika slags skiktade och laminerade sediment, vilka uppkommer genom en mängd olika, kvalitativt annorlunda processer, från långsam, sekventiell deposition till våldsamma massflöden av sediment eller vulkanaska.
2) Närvaron av skiktningar eller laminae i sediment säger alltså  i sig ingenting om hur dessa sediment har uppkommit; endast att någon eller några av många tänkbara processer har varit verksamma.
3) Processen som har skapat en laminär struktur lämnar emellertid spår efter sig. Det går därför att identifiera specifika, karakteristiska egenskaper hos olika slags sediment som avslöjar hur de har deponerats, genom klassisk vetenskap, det vill säga hypotetisk-deduktiv metod. 
4) Som jag har diskuterat i mitt inlägg om evidens, kräver emellertid ett allvarligt menat försök att demonstrera ursprunget till laminära sediment att man aktivt eftersöker evidens anpassade till frågeställningen, det vill säga dokumenterar just de karakteristiska kännetecken som krävs för att skilja mellan alternativa förklaringar.  

När det gäller just varviga sediment som har deponerats över lång tid, så kännetecknas de ofta av följande egenskaper (som vi kan se ovan):
1) En tydlig sekventiell och cyklisk process, där specifika orsaker har lämnat återkommande spår i en serie på varandra följande händelser som återkommer om och om igen.
2) Fördelningen av olika slags material (organiskt respektive minerogent) som kan knytas till processer som pågår i flertalet tempererade sjöar även idag.
3) Förekomsten av mycket skarpt avgränsade lager som indikerar hastiga förändringar i depositionsprocessen (som en isavsmältning kombinerad med snösmältning och tillhörande vårflod).
4) Förekomst av specifika, skarpt avgränsade enskilda händelsemarkörer, som till exempel: lager av tephra (vulkanaska) och turbiditer (ler-eller slamlager som bildas genom vattenflöden som orsakas till exempel av enskilda översvämningar eller jordbävningar) eller kalklager från kalkningsförsök.
5) Förekomst av specifika mörka stagnationslager som är en kombination av organogent material och mycket karakteristiska järnföreningar som fälls ut specifikt vid låga syrehalter.
6) Förekomst av specifika biologiska markörer som är en produkt av deposition av olika planktonorganismer (särskilt kiselalger), vilka uppvisar cykliska populationsförändringar under olika årstider. Detta gäller både förekomst av enskilda sorters alger i olika mängder, och specifika levnadsstadier i deras reproduktionscykel, vilka också är knutna till specifika årstider.
7) God överensstämmelse med andra, oberoende fysikaliska processer som fungerar som alternativa kronometrar.
8) På grund av den enastående reproducerbarheten av samma process över stora ytor i en vattensamling, och frånvaron av brus i form av andra processer som stör den övergripande cykliciteten, så kan man ofta se en utomordentligt hög kontinuitet av mönster i horisontell riktning, med många lager som kan följas horisontellt mellan borrkärnor över tiotals, hundratals, eller tusentals meter trots att de ibland är så tunna som mindre än en millimeter. 


Med denna kunskap i bagaget, låt oss nu gå vidare till ett av de bästa exemplen på varviga sediment som tydligt visar en sedimenthistoria som sträcker sig många tiotusentals år tillbaka, nämligen Suigetsusjön. Suigetsusjön har valts ut för att studera varviga sediment på grund av sina speciella egenskaper som beskrivs närmare här och här.

Placeringen av Suigetsusjön, som gör att den är särskilt lämpad för studier av sedimentvarv: den är djup med tydligt stratifierad vattenmassa, ligger i skyddat läge och med mycket litet externt tillflöde av vatten och sediment. Historiskt sett har det enda tillflödet av vatten varit via den närliggande Mikatasjön, som fungerar som en stor sedimentationsbassäng där merparten av allt utifrån kommande material sedimenterar. Det mesta som deponeras i sedimenten i Suigetsu består därför av biologiskt material som producerats i sjön. Bilden till vänster från www.suigetsu.org. Bilden till höger från Nakagawa et al. 2012 visar bland annat positionen för två olika serier av sedimentborrkärnor.

Många olika borrkärnor har tagits från Suigetsusjöns botten och givit långa serier av årsvarv. I den senaste borrkärnan, tagen 2006 (SG06; Nakagawa et al. 2012), har man från ca 10-45 meters sedimentdjup räknat tiotusentals varv, med avsikten att förankra Suigetsus varvkronologi och Kol-14-mätningar från Suigetsus sediment med den globala, historiska Kol-14-kalibreringskurvan. Resultatet ser ni nedan (modifierat från Davidson and Wolgemuth 2010). Figuren visar förhållandet mellan varv och Kol-14-mätningar från ca 10 m djup i Suigetsusjöns sediment, och deras förhållande till yngre varvkronologier och årsringsmätningar i träd. Vi har alltså en exceptionellt god överensstämmelse mellan två olika, oberoende kronometrar (varv och Kol-14) som validerar antagandet att Suigetsus laminering utgör årsvarv (se punkt 7 ovan).



I borrkärnorna syns tydliga varv, med skarpt avgränsade lager som sträcker sig från tiotals meter till hundratals, och möjliggör jämförelser mellan olika borrkärnor med enastående precision (se punkt 3 och 8). 
Lagren bildar oftast regelbundet återkommande, cykliska par där det ena lagret utgörs av ett karakteristiskt mörkfärgat stagnationslager med kemisk signatur av en utfällning (siderit eller järnspat) rik på mangan och järn (suigetsu.orgKossler et al. 2011), och det andra lagret utgörs av ett nästan uteslutande biogent material bestående av kiselalger (punkt 1, 2, 3 och 5). 
I borrkärnorna finns också tydligt avgränsade händelsemarkörer i form av lager av lera och vulkanaska som visar att sedimenten är ett resultat av sekventiell deponering med många olika enskilda händelser (punkt 4).

Suigetsu-borrkärnor med tydlig laminering i form av årsvarv och enskilda händelsemarkörer som gör att man obehindrat kan matcha flera oberoende borrkärnor (bild från Nakagawa et al. 2012). Mittenbilderna visar enskilda varv (överst) bestående av kiselalgsrika sommarlager och järn-manganrika vinterlager, samt ett lager vulkanaska (nederst) (suigetsu.org). Bilderna  till höger visar två andra händelsemarkörer: tunnare och tjockare lerlager som indikerar översvämning eller större händelser som jordbävningar (Nakagawa et al. 2012).

Det finns 30 tydliga lager av vulkanaska i SG06 (Smith et al. 2013), varav merparten kan knytas till utbrott från kända vulkaner som finns i och kring Japan. De bildar alltså 30 olika, oberoende och tydligt avgränsade händelser som visar att sedimenten i Suigetsu har deponerats i en klart definierbar tidsföljd (punkt 4). Många av dessa asklager kan dateras baserat på tidpunkten för respektive vulkanutbrott. Ett av asklagren, från den koreanska Ullengdo-vulkanen, har också daterats med Ar/Ar-datering direkt från sedimentprovet från Suigetsu, till åldern 10 000 ± 300 år, att jämföras med motsvarande Kol-14-datering av omgivande sedimentlager till ca 10 200 år, vilket ger ytterligare en oberoende bekräftelse på att dateringsmetoderna ger korrekta resultat (punkt 7; Smith et al. 2011

Figuren visar vulkaner på och kring de japanska öarna, som har bidragit till olika lager av vulkanaska som är markerade i sedimentstratigrafin i den mellersta figuren. De högra figurerna visar oberoende datering av sediment och asklager SG06-1288 från Ullengdovulkanen med Kol-14-datering respektive Ar/Ar-datering, med en enastående god överensstämmelse.

Eftersom depositionen av alloktont (utifrån kommande) organiskt och minerogent material till Suigetsusjön är så obetydlig, innehåller sedimenten en ovanligt stor andel biogeniskt, autoktont (lokalt producerat) material. Sedimenten består huvudsakligen av en extremt stor andel kiselalger, som uppvisar en tydlig säsongsmässig variation motsvarande algblomningar och specifika stadier i algernas livscykler, vilka avtecknar sig som regelbundna, cykliska förändringar i sedimenten (punkt 6; Tanimura et al. 2006; Kato et al. 2004



Med anledning av den information som är allmänt tillgänglig om laminära sediment, och om hur vetenskaplig metod fungerar, så kan vi alltså fastslå med all önskvärd säkerhet att:
1) Äkta, varviga sediment som uppvisar årsvisa förändringar existerar och kan identifieras med hjälp av en kombination av tydliga indikatorer. Alla dessa indikatorer är direkt knutna till processer som kan iakttas med observationer och experiment idag.
2) Det finns många identifierade varvkronologier som uppvisar en kontinuerlig varvföljd från sediment som deponeras idag, enligt väl studerade processer, tillbaka till > 9000 år.
3) I Suigetsusjön finns en kontinuerlig varvsföljd i sedimenten från 10 till 45 meters djup som motsvarar ca 40 000 år. Dessa varv är validerade enligt en stor mängd standardkriterier för varviga sediment, vilka sammanfattas i åtta punkter ovan, inklusive oberoende validering av tidsskalorna med två andra metoder (Kol-14 och Ar/Ar).

Notera att varje allvarligt menat försök att ge en alternativ förklaring till dessa varv bör inkludera demonstrationer av alternativa processer som kan skapa samma slags mönster som kännetecknar de kriterier vi använder för att känna igen varviga sediment. Och då menar jag just varviga sediment, till skillnad från alla de tjogtals andra sorters laminära sediment som kan bildas av olika processer.
Eventuella alternativa förklaringar måste inkludera dokumentation relevant för uppgiften. Det räcker alltså inte att peka på ett sediment som uppvisar något slags makroskopiska skiktningar vilka som helst, och säga att man har återskapat en process som räcker som alternativ förklaring till så kallat varviga sediment. Här krävs dokumentation ner på mikroskala av skiktningens utseende, och kemiska och biogena mönster.


Nå; låt oss nu se vilka alternativa förklaringar som Erik Scherman har lagt fram:






OK, vi ser alltså att Eriks försök till förklaringar inte ens kommer i närheten av att utgöra något trovärdigt alternativ:

1) För det första: varifrån kommer Eriks idéer om att dessa olika sjösediment har deponerats av syndafloden? (!) Detta går emot till och med mainstream-kreationismens olika syndaflodsmodeller, vilka åtminstone gör ett valhänt försök att systematiskt relatera modeller till verkliga observationer (även om kvaliteten på modellerna motsvarar ungefär vad en lobotomerad sengångare skulle kunna åstadkomma).

Det finns olika åsikter bland kreationister om var den övre syndaflodsgränsen går, men för det mesta placeras den vid Krita-Paleogen-gränsen (meteoritnedslaget som slog ut dinosaurierna), eller högre upp i cenozoiska sediment (se figur nedan), men aldrig så färska lager som fortfarande mjuka sjösediment.

Vilka observationer och härledningar (enligt hypotetiskt-deduktiv metod) stödjer sig Erik på när han väljer att placera syndafloden bland postglaciala sjösediment? Det vore rimligt att Erik i så fall pekar ut var i de varviga sedimentborrkärnorna man kan iaktta övergången från sedimentdeposition i en turbulent högenergimiljö med hastigt strömmande vatten, till dagens betydligt lugnare depositionsmiljöer.

Kreationistiska syndaflodsmodeller placerar oftast gränsen mellan syndaflodssediment och nyare sediment någonstans vid Krita-Paleogengränsen eller högre upp i de cenozoiska (tertiär-kvartär) lagren, men ingen modell inkluderar mig veterligen postglaciala sjösediment (material från diverse olika sidor: 1, 2, 3)

























2) Erik framhåller också ofta i diskussioner ett annat påstående alldeles utan täckning, nämligen att det krävs översvämningar för att deponera horisontella sediment. Som vi har sett i denna artikel är påståendet inte bara helt grundlöst, utan också bevisligen felaktigt, eftersom vi kan se horisontella sediment bildas i realtid och över år och årtionden i vanliga sjösediment. Samma process är uppenbarligen verksam ända ner till bottensedimenten i vissa sjöar, under flera tusen år (eller hundratusentals år; se Malawisjön), så nog kan man säga att vi har i vetenskaplig mening säkerställt att denna process kan avsätta stora mängder horisontella sediment.

Däremot har Erik aldrig visat några som helst evidens för att miljöer av strömmande vatten och översvämningar någonsin skulle kunna uppvisa laminerade sediment av den typ som vi ser förekommer i fallet med dokumenterade sedimentvarv. Så det är även här återigen upp till Erik att faktiskt lägga fram evidens för det han påstår.

3) Erik hänvisar till välkända experiment som har genomförts av den kryptokreationistiske sedimentforskaren Guy Berthault som förklaring till de laminae som förekommer i varviga sediment. Alltså att de skulle ha uppstått antingen genom sortering i strömmande vatten, alternativt genom sedimentationsprocesser i lugnare vatten i slutfasen av syndafloden(?)

Guy Berthault har genomfört en serie försök med flödesbäddar och andra sedimentationsexperiment för att studera hur laminerade och skiktade sediment, extrapolerat till hela lagerföljder, skulle kunna deponeras genom andra processer än de långsamma förlopp som vanligen är huvudförklaringen inom mainstream-geologin. Man kan se olika varianter på samma data presenterade på CMI (också här), Answers in Genesis, vetenskapliga (riktig vetenskap!) originalartiklar, och så vidare. Jag har också hittat minst två videoserier på youtube (se nedan), varav någon eller några har förekommit på den kreationistiska Newtonbloggen och dess kommentarsfält.











Berthault har kritiserats hårt av geologer framför allt därför att han drar alltför stora växlar på sina resultat, av bland andra Kevin Henke, med replik av Berthault och svar av Henke, samt av Alec MacAndrew. Se också här.

Om det verkligen är Guy Berthault som har uttalat sig om radiometrisk datering här, så finns det nog all anledning att avfärda honom som åtminstone fakultativt inkompetent inom geologi, samt med en stark anti-evolutionsbias. Här hävdar han bland annat följande: "Consequently, radioactivity doesn't date the formation of rocks. Moreover, daughter elements contained in rocks result mainly from radioactivity in magma where gravity separates the heavier parent element, from the lighter daughter element. Thus radiometric dating has no chronological signification."

Men det här inlägget handlar inte i första hand om karaktärsmord på Guy Berthault, utan om att hans resultat, samt hur de presenteras i de källor som Erik hänvisar till, har endast begränsad eller alls ingen relevans för frågeställningen. Vad Berthault levererar är ännu några exempel på hur laminerade sediment eventuellt skulle kunna uppstå, men att laminerade sediment kan uppstå på många olika sätt, det visste vi ju redan (se ovan samt här).

Berthaults experiment besvarar inga av de frågeställningar som man skulle kunna begära av en förklaringsmodell som syftar till att beskriva laminae som har liknande egenskaper som just varv. Själva experimenten är inte på något sätt anpassade för att studera den komplicerade sammansättningen av material som utgör verkliga sjösediment (experimentblandningen består oftast bara av två olika, väl separerade storleksfraktioner av material) samt alla de andra egenskaper som kännetecknar äkta varviga sediment (se nedan). Dessutom liknar situationen inte de scenarier som till exempel Erik föreställer sig, med sediment som separerar ut ur en stillnande vattenmassa efter en syndaflod. Flödesbäddarna kräver mycket specifika förhållanden med avseende på sedimentstorlek och flödeshastighet för att producera laminerade sediment, och hur relateras detta till hur de verkliga förhållandena skulle kunna ha sett ut under och efter en syndaflod? Berthaults studier då experimentella blandningar av olika kornstorlekar bildar laminerade sediment i stillastående vatten är inte heller realistisk, då sedimentblandningen tillsätts kontinuerligt under sorteringsprocessen, istället för att sedimentera ut ur en enda suspension som har uppstått genom turbulens.

Den vetenskaplige skeptikern Potholer54 (Peter Hadfield) på Youtube har i en video i all enkelhet producerat en sedimentationsmodell som i många avseenden är mer realistisk (se ca 2:20 och 4:40). Där ser man tydligt skillnaden mellan effekterna av storlekssortering respektive en modell där olika slags sediment tillsätts efter varandra i sekvens.




Berthaults experiment är alltså en artificiell testmodell som i grund och botten är alldeles för enkel och med för få parametrar för att ens kunna besvara de nödvändiga frågorna som rör egenskaperna hos äkta varv. Dessa egenskaper hos varv var kända redan då Berthault gjorde sina experiment. Det fanns alltså inte någon ursäkt, ens när experimenten utfördes, för att underlåta att använda modeller som representerar verkliga förhållanden, genom att till exempel använda äkta varviga sjösediment som substrat, om man avsåg att testa modeller för varvformation. Det är ännu mindre rimligt att kreationister idag fortfarande använder dessa experiment som en rimlig modell för hur äkta varviga sediment bildas. Dessutom har man inte gjort några som helt försök att dokumentera och presentera data bortom de ytliga laminära makrostrukturer som är resultatet av försöken (åtminstone inte i de källor som Erik Scherman hänvisar till). Det finns ingen dokumentation av mikrostrukturer som skulle kunna indikera huruvida egenskaperna hos de experimentellt formade sedimenten liknar dem som är typiska för äkta varv, med avseende på utseendet och parigheten hos enskilda laminae.











Det finns ingen ursäkt för de "vetenskapliga" företrädarna inom de stora kreationistorganisationerna (många av dem så kallade "geologer") som presenterar Berthaults resultat som en lösning på ungjordskreationismens problem med varviga sediment. Endast grav inkompetens eller medvetet bedrägeri kan förklara detta.

För Erik Schermans del illustrerar hans hänvisningar till dessa försök som en tillräcklig förklaring av varviga sediment hur snedvriden bild han har av evidensvärdering. Notera Eriks tvärsäkra uttalanden om att dessa artificiella försök utgör en tillräcklig allternativ förklaring, baserat enbart på lågupplösta fotografier av vagt skiktade sandfraktioner. Notera också vilka påtagliga dubbla standarder som Erik använder för evidens som talar för eller emot hans ungjordskreationistiska föreställningar, när man jämför med de absurda evidenskrav Erik försöker ställa upp för att acceptera existensen av årsvarv. Erik har läst det mesta av materialet kring egenskaperna hos varviga sediment i till exempel Suigetsusjön, och bör alltså veta att hans sorteringsmodell aldrig har kunnat förklara många av de egenskaper som karakteriserar sedimentkolumnen i sjön.

Nu finns det inte några relevanta invändningar från Eriks sida som förblir obesvarade, när det gäller dokumentationen av äkta årsvarv i sediment som sträcker sig över tiotusentals år. Om Erik fortfarande vill hävda att Suigetsusedimenten och övriga varviga sediment har bildats genom snabba sorteringsprocesser under en syndaflod, så bör han återkomma med evidens som visar följande:

1) Dokumentation av specifika evidens som visar spåren och avgränsningen av en global syndaflod i rätt kontext kring sjösedimenten och i borrkärnorna med varviga sediment.
2) Evidens för sortering av åtminstone några tusen lager av laminae från relevanta substrat, inkluderande alla relevanta storleksfraktioner av minerogent och organogent ursprung, över en rimligt stor yta på några tiotal eller hundratal kvadratmeter (inte en separationstratt eller ett mätglas).
3) Existensen av skarpt avgränsade, parvisa laminae  med relevant upplösning.
4) Cyklisk sortering av lager med specifika kemiska egenskaper som motsvarar stagnationslager med utfällning av järnföreningar.
5) Cyklisk sortering av kiselalger och andra planktonorganismer som motsvarar algblomningar och specifika utvecklingsstadier som skiljer sig mellan olika laminae.
6) Separat sortering av helt unika sedimentfraktioner motsvarande rena material av lera och vulkanaska i skarpt avgränsade lager med viss regelbundenhet i sedimentkolumnen.
7) Sortering av ovanstående lager med vulkanaska så att dessa fördelas vertikalt i sedimentkolumnen efter förhållandet mellan olika Argonisotoper.
8) Sortering av organiska rester i form av löv och pinnar i sedimenten, så att dessa fördelar sig vertikalt efter halten av Kol-14.

Glömde jag något?

Det vore intressant att höra hur de stora kreationistorganisationerna skulle reagera om Erik hörde av sig och föreslog att de borde genomföra sådana experiment som en lösning på varvproblematiken.

Om Erik inte har epistemologiskt starkare stöd som motsäger existensen av tiotusentals årsvarv och de medföljande konsekvenserna för Jordens nödvändiga minimiålder, så bör han antingen acceptera faktum eller erkänna att han alltid har kört med dubbel standard för evidens.











söndag 11 maj 2014

Föreläsning om "Varför kreationisterna har fel" hos Humanisterna i Kalmar

Humanisterna i Kalmar bjöd in mig att föreläsa på temat "Varför kreationisterna har fel", efter att de hade snappat upp att jag hade kontaktat den lokala skapelsetroende falangen apropå en skapelsekonferens som arrangerades i Kalmar.

Efter föreläsningen hade vi ett mycket trevligt samkväm på lokala pub/restaurangen "Satan i gatan", som bland annat innefattade en skeptisk pubquiz med en svårighetsgrad som kunde få den mest förhärdade skeptiker att darra på manschetten.

Resultatet i form av den inspelade föreläsningen finns på Youtube och kan avnjutas här. Förutom grunderna i modern skapelsetro och varför den är helt av banan, illustrerar videon också att det är svårt att hinna andas om man ska trycka in ens det grundläggande på en timmes föredrag. Samt vilka förödande konsekvenser överdriven ale-konsumtion kan ha på människokroppen.





Glöm inte att ladda ner filen med själva föreläsningen i pdf-format. Den kan man behöva för att hänga med i svängarna, och den innehåller också en del extramaterial som jag inte hann ta med i själva föreläsningen. Extramaterialet är placerat på slutet, för att inte störa föreläsningens ordningsföljd. Man kan komma till och från relevant extramaterial med klickbara länkar.


tisdag 15 april 2014

Truth matters? Apparently not about sediment varves for young-earth creationists

Dave Hawkins at the blog "Truth Matters" is evidently a young-earth creationist who, like most other young-earth creationists, has to spend inordinate amounts of time and energy denying reality. The world is full of deluded people and normally it is not worth our time to give them any attention. However, it so happens that a blog post of Dave's about Lake Suigetsu and sediment varve (see also here) chronologies came up in a discussion (in Swedish). I have run across Dave's post before, and at the time just glanced through it to identify the most glaring falsehoods and mistakes. Normally there would be no need to spend time debunking this; Dave is honest (or suicidal) enough to provide links within his blog post to discussion forums where people explain to him exactly why he is dead wrong in his conjectures. In the comments there is also a link to an efficient and concise debunking of his post.  Alas, this does not seem to register with Dave; judging from the irritation displayed by his opponents, it is not the first time they try to explain these things to him.

However, the creationist Erik Scherman probably failed to perform due diligence in applying critical thinking when reading Dave's post and citing it in the discussion. For the sake of that discussion I need to shoulder the distasteful burden to demonstrate that truth indeed matters very little, when it comes to something that goes against the preconceived notions of Dave and other young-earth creationists. Ah well; here we go:

Dave: " They say that Lake Suigetsu has a continuous record of varves (fine laminations deposited annually) in the sediment below the lake for the last 100,000 years or so. [...]

But does it really? Or is this just one more false claim put forth by anti-creationists? [...]

We cannot say for sure yet, but it’s looking like yet another false claim. I have now been investigating Lake Suigetsu off and on since June 2007 and I have discovered some very fascinating stuff. For instance …"

[wait for it...]

"1) INCREASING RECOGNITION THAT MANY “VARVES” ARE NOT ANNUAL LAMINATIONS AFTER ALL."

Dave's first "argument" is thus not an attempt to deal specifically with the matter at hand, but a rather blunt rhetorical device to soften us up by throwing  uncertainty about the whole concept ov varves into the discussion.

Dave provides a quote from geologist R.M. Quigley, cited in a (now disappeared?) Answers in Genesis article, that bears every sign of being a quote mine to cast unwarranted doubt on the varve phenomenon. I hope it is obvious to the general reader that this has no bearing on the case at hand. When scientists are aware of a potential source of error and apply more stringent criteria as a result, this is not a sign that the whole phenomenon is questionable.

Moreover, in the forum discussion it is shown that the Quigley quote is indeed a quote mine; Quigley's text is partly an appeal for more stringent terminology to avoid confusion, and partly a discussion about diagnostic criteria to distinguish true varves from non-annual events. Unfortunately, this exchange seems to have very little impact on Dave's thinking (see also here - Dave is not a first-time offender when posting his blog post, but has been engaged in the same discussion for weeks). Instead, Dave (inexplicably) comes away with the impression that there is a legitimate case to be made that true annual varves are somehow in doubt.

Fortified with these general conjectures, Dave now launches into a specific example that is supposed to further undermine the case for sediment varves (brace yourselves!):

"2) ORIGINAL THIRD SISTER LAKE RESEARCHERS WERE WRONG ABOUT LAMINATIONS BEING ANNUAL"

Oh my! Somewhere, someone misinterpreted sediments as varves! I guess that means that we have to scrap the whole idea..? Does Dave argue that  the whole evidentiary material for varves is undermined by a single case of someone sloppily mis-assigning a banded sediment formation? Hard to tell, because Dave does not attempt to put this single case in a general context. He just throws it out there without any further comments, in a "just sayin..., nudge, nudge"-kind of way. However, in a forum discussion right around the time of Dave's blog post it is obvious that this is more or less Dave's point. In the forum, it is explained to Dave multiple times why Third Sister Lake sediments are different in several fundamental ways from true annual varves, including those found in Lake Suigetsu, but I see no mention of this in the blog post.

Third sister lake exhibits banded sediments that in the 1930s and 1960s apparently were mistakenly assumed to represent varves, but a thorough sedimentological analysis of these banding patterns by Hammer and Stoermer (1997) demonstrated that these bands did not correspond to annual events.

Ironically, rather than undermining the general case for varves, the analysis is a text book example on how diagnostic criteria in the form of sedimentology and algal blooms can be applied to distinguish true varves from other banded sediment patterns. There could hardly be greater differences between the sediment bands found in Third sister lake and genuine biogenic/glacial varves represented by examples from Lake Heinälampi (Sandman et al. 1990; Quoted in Hammer and Stoermer 1997), Lake Suigetsu, (Nakagawa et al. 2012) and Passumpsic Valley (Figure 1).


Figure 1. Examples of one non-varved (=non-annual)  banded sediment pattern from Third sister lake (Hammer and Stoermer 1997), contrasted against three genuinely varved sediment cores from Lake Heinälampi (Sandman et al. 1990), Lake Suigetsu (Nakagawa et al. 2012 with inlaid varve closeup from here) and Passumpsic Valley. Both Heinälampi and Suigetsu cores are confirmed to be varved by means of diatom bloom events, sediment chemistry, and isotope signatures. Two consecutive drill events in Heinälampi 4 years apart demonstrate that 4 layers of surface sediments have been added during this time (see inlaid picture).





















These examples demonstrate that true varves can be reliably diagnosed, based on criteria that correspond to known processes: annual diatom blooms (see also here) and other sedimentary and chemical processes that are well understood. In case of Heinälampi, the varve chronology is established all the way from the sediment surface and down, through freeze sampling of the upper sediment layers.

When possible, every effort is also made to anchor the chronology against other known events and validate the reliability of the varve count against independent data. At Lake Kälksjön, Stanton et al. 2010 validated a 9000 year varve count from the sediment surface (via freeze sampling) using liming events during the first decade, Cs137 (nuclear tests and Chernobyl) going back 50 years, Pb isotopes from lead smelting going back 2000 years, and C14 dating going back to approximately 10 000 years.

Figure 2. Varve counting and validation at Lake Kälksjön from Stanton et al. 2010. Upper left: Images of varves, with two liming events marking reference years. Upper right: description of the full sediment core, with varve chronology and corresponding C14 radiocarbon "dates".  Lower left: matching varve counts against Cs137 peaks from nuclear testing and the Chernobyl nuclear disaster. Lower right: matching varve counts against Pb signatures from Greco-Roman and medieval  lead smelting at around AD 1 and AD 1000, respectively, noting 250 missing varves.

































Dave's case is thus nothing more than a rather transparent attempt to sow collective doubt about varve chronologies by presenting a very biased representation based on a single example, while ignoring the many good examples of validated varve chronologies that are out there.

[Now we move on to the main topics in Dave's post: Lake Suigetsu itself]

"3) IF LAKE SUIGETSU LAMINATIONS ARE ANNUAL, THEN WHY ARE THEY NOT FORMING TODAY?"

Now, this is a gigantic red herring. Whether or not varves are forming in Lake Suigetsu today , and how close to the surface they can be distinguished in sediment cores, has no relevance whatsoever for the question whether the tens of thousands of laminations found in large sections of the sediment cores actually represent true, annual varves. Which they do, according to all relevant criteria (see everywhere in this post). Dave is trying to direct attention away from the real problem (problem for YEC, that is), which consists of well-documented evidence of a long history of annual deposition, by focusing on unrelated issues. Varving is a delicate process, dependent on annual cyclic processes that leave sedimentary traces that are not overshadowed by noise from other events, and that sediment surfaces remain sufficiently undisturbed for these traces to be buried in situ by subsequent sedimentary deposition. At any time in the history of a lake, these conditions may or may not apply. It would not be surprising if conditions in Lake Suigetsu have changed sufficiently in the last few hundred years that varves would no longer be forming, even if they have done so for long periods in the past.

That said, it would still be interesting from a general point of view to understand if varved sediments are still forming in Lake Suigetsu today. Besides, Dave is thoroughly mis-representing the data to cast doubt on the varves, as usual, and we can't have that, can we?

In fact, there is nothing in the references presented by Dave that can tell us with any confidence what the present situation is with regard to the forming of varves, and I have not found anything explicitly stated in other references either. Basing one's conclusions on the available material would amount to nothing more than idle speculation - or in Dave's case frivolous, biased assertions to push an agenda.

The latest composite core SG06 is described here as laminated in the top ca 46 m below the surface. In Staff et al. 2011 the upper 15 m (corresponding to ca 12 000 years) are described as "largely non-varved". In Nakagawa 2012 the description is more nuanced. Figure 7 shows clearly laminated sediments from the beginning of the displayed core, which is shown from ca 20 cm depth. Figure 10 shows a continuous "Lamination Visibility Index" along the whole core, indicating that the visibility of the varves in the uppermost section fluctuates above and below the values where individual varves can be distinguished. Bronk Ramsey et al (2012) present a full radiocarbon record with varve counts limited to between 11.2 and 52.8 kYR before present.

Based on several other cores from the 1990's, Kitagawa et al. 1995 and Kitagawa and van der Plicht 1998 perform varve counts including the first 10-15 meters, except for the uppermost ca 20-30 cm, which are described as non-varved in the 1995 publication. In another sediment core, Kato et al. 2004 describe laminated sediment from 12 cm depth.

Based on the available material, we can conclude that the processes giving laminated, varved sediments have been continuously active for most of the last 50-100 000 years at least up until a few hundred years ago. The quality of the resulting laminar varves apparently varies depending on both sediment depth and on the individual core sample. Regarding the uppermost decimeters of sediments, it is never stated explicitly whether these are truly non-varved, or whether this is an effect of the sediment surface being disturbed by the coring procedure. I have no idea how much surface disturbance is generally caused in this process, but in both of my examples where surface sediments are explicitly included (Sandman et al. 1990; Stanton et al. 2010), the authors used freeze-coring where the sediment surface is frozen in situ before/during coring to preserve its integrity. See also similar coring issues below.

Dave, however, provides unfounded speculations about if and when the varving process may have stopped, and immediately tries to use this as an excuse to question the significance of the laminations in the whole sedimentary column:

"Some people have claimed that the varves stopped forming in 1664 when the canal was built because of the influx of saltwater to a formerly freshwater lake. But if this is true, why does Kato assert that varves were still forming up until 1729? The answer, in my opinion, is that the ‘varves’ in Lake Suigetsu are not all true varves, that is annual laminations."

I have no idea who "some people" are, but I have found no information showing that these constructions would be tied to any immediate interruption of the varving process. Fukusawa et al. 2002 (pdf here) describe changes to the ecology of Lake Suigetsu in the last 500 years. These and other studies describe two features that are visible in Suigetsu sediment cores close to the surface and have been used to correlate different cores and as starting points for varve counts: A turbidite mud layer that has been tied to a 1662 earthquake, and a volcanic ash (tephra) layer from 1779. The earthquake caused uplifts in a riverbed, changing local hydrological conditions. In response a canal was constructed in 1664, which allowed influx of seawater into the lake, which gradually shifted from freshwater to brackish conditions. This shift is described in Fukusawa et al. 2002 and Kato et al. 2004, with regards to water and sediment chemistry and algal composition. Influx of salty seawater deposited at the bottom of the lake seems to have caused a more stratified water column, but there is no indication that this caused varving to cease. On the contrary; Kato et al. 2004 describe continuous yearly varves during the whole period, with a chronology calibrated against the 1662 earthquake and the 1779 eruption indicating only an error of five missing years during this time, placing the tephra layer at 1774.

In summary; there is no indication that there is anything wrong with Kato's assessment of varves, nor with the sedimentary column as a whole. In fact, I have found nothing except Dave's unfounded claims suggesting that varves are not forming in Lake Suigetsu today. Perhaps they do; perhaps they don't. But it is never clearly demonstrated nor explicitly stated in any publication I have found. Anybody who is truly interested in this question should write to the many sedimentologists working at Suigetsu and ask for information.

"4) SUIGETSU LAMINATIONS ARE NOT WHAT ONE COULD EXPECT FROM STILL WATER DEPOSITION"

[and Dave knows this how...?]

Here Dave bluntly asserts that Suigetsu laminations are more likely to be caused by turbidity currents than still water deposition, based on the following image (see below) that can be found on Glenn Morton's Suigetsu page (backup of original).

This is an example of claiming too much from too little information. There is no ground for this assertion based on a low-resolution image from about 20 cm2 of sediment core. Especially not in the context of auxilliary information that is provided together with the image that the light bands represent diatom blooms. But Dave needs this to be something other than varves, so then it of course has to be turbidity currents. Or something else. Just not varves.

It is also an example of a common feature typical for proponents of creationism and other pseudoscience: selectively focusing on evidence that (they delude themselves) supports their view. There was no reason to focus selectively on this image as representative of Suigetsu laminations, as there was more relevant information available already when Dave posted this in April 2008, including Kawakami et al. 1996, quoted in his own post (!), which describes the composition of varves in detail , and distinguishes varves from other features including turbidites and tephra layers. Dave should also have checked out Tanimura et al. 2006, containing a detailed analysis of light and dark laminae.

If Dave is bothered by the appearance of the laminations presented by Morton, all his objections should now have been laid to rest by the excellent depictions of laminations in Nakagawa et al. 2012 (shown  in my Figure 1. See also here.).

Dave never acknowledges the diatom evidence presented in the forums. What he does is present the following image from Kato et al. 2004, and asking his opponents to explain why it does not show cyclic annual variations in diatom concentrations:






























The answer is, of course, that the figure is not designed to show this kind of variation. The data are presented to show variation over depths of several centimetres, appropriate to demonstrate changes over decades to hundreds of years. Annual millimetre variations are simply not visible on this scale. Surprisingly, It seems like Dave's opponents (for once) didn't catch this, or didn't bother to discuss it, but we can now offer a retrospective correction.

"5) KATO'S SEDIMENT CORE AND KITAGAWA'S CORE DO NOT MATCH UP ....THEY'RE NOT EVEN CLOSE

[...] Kato claims that the 1662 earthquake layer is at ~102cm below the top of her core while Kitagawa [1998?see rather Kitagawa et al. 1995 and Kawakami et al. 1996] puts his 1662 earthquake layer at ~29cm, roughly a 70 cm difference. Remember, we’re talking about two cores taken from the same lake fairly close to one another. Does this much variation over such a small area speak of slow, steady, annual deposition? To me, it does not. To me it argues strongly for episodic deposition…"

Ahh, here we go again, don't we? Episodic deposition is the pre-determined conclusion that Dave wants to get to, while the "evidence" he presents before is just a quasi-scientific filler. Any real or imaginary concern with sediment cores that Dave brings up always seems to point in one direction.

Again: whatever problems there may be with sediment depth above the layers in question, have no relevance for the strong correlation between different cores displayed in the varved sediments below these event layers. It is quite possible that sediments today are deposited in a much different way than before (with or without varves). Fukusawa et al. 2002 describe increased primary productivity in the lake today compared to hundreds of years ago, and several different tunnel and canal constructions that may have altered sediment flows. This is all irrelevant for the question of earlier varves.

And: Depending on how the two cores were obtained, there may be substantial differences in where their respective surfaces were positioned relative to the true sediment surface. There is a discussion here between Dave and his opponents about how corers work, and the variation regarding how far down in the sediment the corers may plunge before the coring process begins. Personally, I have no idea whether 70 cm is a significant difference in this context - but neither has Dave. He is only working from his intuitions that this seems like a big difference, but he has not bothered to access background data about how much variation can be expected between individual cores in relation to the sediment surface.

"WHAT ABOUT KITAGAWA’S CARBON 14 DATING?"

[..yes, what about it?...]

”So my question is, `Did Van Der Plicht’s AMS lab (who did Kitagawa’s tests) reject several small leaf bits as they were testing each leaf until they hit on one that roughly matched the ‘varve age’ that they were given beforehand?´ I see no reason why they would not have, given the knowledge we have about radiometric dating practices.”

Oh, it's the old canard about the scientific conspiracy/paradigm/bias/whatever that causes mainstream scientists to fudge their data to conform to the straitjacket of scientific dogma.

Well, without personal familiarity with either Dave or the C14 lab in question, we can nevertheless state with confidence that:
1) Dave has no real knowledge about radiometric dating practices. They are nothing like what you hear from creationist misinformers.
2) Dave is utterly deluded if he truly imagines that the reported gradual changes of many orders of magnitude of C14-amounts between the top and bottom of several independent sediment cores can be accomplished by selective reporting of data points. 
3) No, you silly nitwit - they would not have done that in the first place, because it would amount to scientific fraud, which is not part of good scientific practice.

See other responses to creationist Dave's assertions about radiometric dating, including this wonderful rant against the idea that most scientists, most of the time, commit scientific fraud in most subjects relevant to the young-earth creationist view of reality. There is simply no excuse for Dave to spew such unsubstantiated nonsense.

If Dave or other creationists are not happy with these radiometric dates, they are perfectly free to repeat the procedure themselves. Why doesn't Dave ask some creationist organization to take a core of their own from Lake Suigetsu and send blinded samples to the same C14 lab? That should already be high on their agenda, if they were indeed a legitimate research enterprise instead of a front for biblical apologetics masquerading as scientific research. We all know that they will never do that, because they never perform scientific tests that they know in advance will go against their pre-conceived dogma.


“ARE THERE ANY LAKES WHICH ARE ‘VARVING’ UP TO THE PRESENT DAY?

Yes, but probably not many.”

Yes, Dave. There are many. 

[Now watch Dave's conclusion to this horror story of solipsistic narrow-mindedness:]

"Contrary to firm declarations from Old Earth Advocates that Lake Suigetsu ‘disproves the Genesis timescale’ or that it supports an Old Earth, the evidence favors episodic deposition of laminations. Probably the majority of the laminations were laid during the year of the Global Flood of Noah, with much of the balance being laid during the ensuing Ice Age and the Global Warmup and Melt which followed that several hundred years later."

"Lake Suigetsu seems to fit well within the Flood paradigm"

In summary: Dave manages to run his preconceived notions along the gauntlet of insightful rebuttals from a multitude of qualified commentators, towards the epistemological train wreck that we can behold above.

What we see is the result of Dave going into several discussions about varves and their supporting evidence, especially concerning the Suigetsu varves and their implications, with the foregone conclusion that these sedimentary formations cannot possibly represent true varves. I will go out on a limb and assert that Dave's general reluctance to accept the reality of sedimentary varves does not stem in any way from geological insight, but from a stubborn insistence on the Bible as literal truth.

In his argumentation, Dave almost never directly addresses the coherent and concordant evidentiary support for tens of thousands of Suigetsu varves. Instead, his arguments concern peripheral issues that lie outside the central focus, with some unfounded insinuations about scientific fraud thrown in for good measure. His arguments are being refuted over and over again, which he refuses to acknowledge or simply chooses to ignore.

Through this painful and embarrassing spectacle of a discussion, Dave stoutly maintains his delusions by shutting out all contradictory information. His utter disconnection from reality is manifested in his final "conclusion" about the Suigetsu varves in the imaginary context of a Noachian flood, which in no way follows from any of the evidence that has been up for discussion.

Dave's blog post stands as a glorious monument over an intellectual process that is entirely corrupt to the core. In this process, truth matters not.

References

Bronk Ramsey C, Staff RA, Bryant CL, Brock F, Kitagawa H, van der Plicht J, Schlolaut G, Marshall MH, Brauer A, Lamb HF, Payne RL, Tarasov PE, Haraguchi T, Gotanda K, Yonenobu H, Yokoyama Y, Tada R, Nakagawa T. 2012. A Complete Terrestrial Radiocarbon Record for 11.2 to 52.8 kyr B.P. Science 338:370-374

Fukusawa H, Kato M, Fujiwara O. 2002. Changes of eco-systems in the last 500 years caused by human impacts in lake Suigetsu, central Japan. Geographical Reports of Tokyo Metropolitan University 37:41-49

Hammer BK, Stoermer EF. 1997. Diatom-based interpretation of sediment banding in an urbanized lake. Journal of Paleolimnology 17:437-449

Kato M, Tanimura Y, Fukusawa H. 2004. Survival strategy of diatom species living on now-depositing non-glacial varves. Quaternary International 123:21-26

Kawakami S, Fukusawa H, Kanaori Y. 1996. A new opportunity to detect paleo-earthquake events dating back to the past 10 millennia: A record from lacustrine sediment. Engineering Geology 43:177-188

Kitagawa H, Fukuzawa H, Nakamura T, Okamura M, Takemura K, Hayashida A, Yasuda Y. 1995. AMS C-14 dating of varved sediments from Lake Suigetsu, central Japan and atmospheric C-14 change during the Late Pleistocene. Radiocarbon 37:371-378

Kitagawa H, Van der Plicht J. 1998. A 40,000-year varve chronology from Lake Suigetsu, Japan: Extension of the C-14 calibration curve. Radiocarbon 40:505-515

Nakagawa T, Gotanda K, Haraguchi T, Danhara T, Yonenobu H, Brauer A, Yokoyama Y, Tada R, Takemura K, Staff RA, Payne R, Bronk Ramsey C, Bryant C, Brock F, Schlolaut G, Marshall M, Tarasov P, Lamb H. 2012. SG06, a fully continuous and varved sediment core from Lake Suigetsu, Japan: stratigraphy and potential for improving the radiocarbon calibration model and understanding of late Quaternary climate changes. Quaternary Science Reviews 36:164-176

Sandman O, Lichu A, Simola H. 1990. Drainage ditch erosion history as recorded in the varved sediment of a small lake in East Finland. Journal of Paleolimnology 3:161-169

Staff RA, Ramsey CB, Bryant CL, Brock F, Payne RL, Schlolaut G, Marshall MH, Brauer A, Lamb HF, Tarasov P, Yokoyama Y, Haraguchi T, Gotanda K, Yonenobu H, Nakagawa T, Suigetsu Project M. 2011. NEW C-14 DETERMINATIONS FROM LAKE SUIGETSU, JAPAN: 12,000 TO 0 CAL BP. Radiocarbon 53:511-528

Stanton T, Snowball I, Zillen L, Wastegard S. 2010. Validating a Swedish varve chronology using radiocarbon, palaeomagnetic secular variation, lead pollution history and statistical correlation. Quaternary Geochronology 5:611-624 


Tanimura Y, Kato M, Fukusawa H, Mayama S, Yokoyama K. 2006. CYTOPLASMIC MASSES PRESERVED IN EARLY HOLOCENE DIATOMS: A POSSIBLE TAPHONOMIC PROCESS AND ITS PALEO-ECOLOGICAL IMPLICATIONS. Journal of Phycology 42:270-279

fredag 21 mars 2014

Erik Schermans slingrande bland sedimentvarv och radioisotoper

När det gäller psykologiska försvarsmekanismer för att vidmakthålla verklighetsfrämmande trosföreställningar så erbjuder ungjordskreationismen en enastående palett av exempel. Ett av de mer illustrativa exemplen utgörs av ungjordskreationisten Erik Scherman, som i sitt förhållande till sanningssökande personifierar många av de fel och brister som kännetecknar den ungjordskreationistiska rörelsen.

Efter att Erik har publicerat ett blogginlägg: "Evolutionen är en myt" på den kreationistiska organisationen Genesis hemsida, har jag tålmodigt redogjort i kommentarsfälten och på min blogg för de evidens som visar varför evolution är ett faktum medan ungjordskreationism är en idiotisk vanföreställning. Jag har också uppmanat Erik att demonstrera motsvarande jämförbara evidens för sin egen ungjordskreationistiska världsbild, vilket han liksom alla andra ungjordskreationister undviker att göra.

Jag har beskrivit den övergripande strukturen hos evolutionsteorin och dess olika komponenter, för att visa sammanhanget för de evidens som finns. Det inkluderar fossilsortering och radiometriska tidsuppskattningar som stödjer evolution under lång tid och samtidigt falsfierar ungjordskreationism.

Inför dessa argument har Erik tvärtystnat i sina egna kommentarsfält.

Efter att jag konfronterade Erik på Twitter med hans undvikande beteende har konversationen under en ganska lång tid förts på Twitter istället. Den som inte använder Twitter kan kika här för att följa den uppdaterade diskussionen som pågår. Erik har hela tiden slingrat sig och hittat på de mest långsökta ursäkter för att inte acceptera eller ens titta på data. Det har alltså tagit veckor av twittrande utan att nå fram till en konklusion. Du kan följa den uppdaterade diskussionen här:

Erik Schermans 6 dagar av slingrande

Missa inte heller den spännande uppföljaren:
Erik Scherman slingrar vidare

Vem var det som sade att uppföljarna alltid blir sämre med tiden? Diskussionstemperaturen närmar sig kokpunkten i:
Erik Scherman slingrar ånyo

Likt en kreationistisk Alex Forrest vägrar Erik inse när spelet är slut, och fortsätter poppa upp på de mest
skrämmande sätt i:
Erik Scherman Slingrar del IV - Återkomsten

Erik är inte nere för räkning än trots att han vacklar betänkligt under något som borde vara slutstriden:
Erik Scherman slingrar del V - Endgame?

Fällan har nu slagit igen om Erik, då han har fått alla sina relevanta invändningar besvarade, men han snurrar desperat runt och letar efter en utväg:
Erik Scherman slingrar del VI - Fångad i en sedimentfälla


[Har tyvärr behövt dela upp konversationen, då Storify tycks ha gränser för vad man kan exportera i html-format på en gång]

Notera Eriks ständiga vägran att kännas vid evidensen som framför allt har handlat om sedimentvarv kombinerade med kol-14-dateringar och Ar/Ar-dateringar av vulkanaska i olika sjöar. Det är enastående vilka försvarsmurar Erik bygger upp mot obehaglig information. I det avseendet följer Erik samma mönster som den ungjordskreationistiska rörelsen i stort, i det att han bara agerar reaktivt och defensivt. Det finns ingen ansats till att söka upp och konfrontera evidens som potentiellt kan verifiera eller falsifiera alternativa förklaringsmodeller. Alltså rakt motsatt beteende jämfört med ett vetenskapligt förhållningssätt.
Titta själva och se hur ni värderar styrkan hos de här studierna, med en konkordans från flera olika dataserier som stämmer överens mycket exakt. Är det rimligt att avvisa dessa evidens för att sjösedimenten i Malawi- och Suigetsusjön är > 50 000 år?

Nakagawa et al. (2012) SG06, a fully continuous and varved sediment core from Lake Suigetsu, Japan: stratigraphy and potential for improving the radiocarbon calibration model and understanding of late Quaternary climate changes. Quaternary Science Reviews 36: 164-176.

Smith et al. (2011) Toward establishing precise 40Ar/39Ar chronologies for Late Pleistocene palaeoclimate archives: an example from the Lake Suigetsu (Japan) sedimentary record. Quaternary Science Reviews 30: 2845-2850.

Staff et al. (2013) Integration of the Old and New Lake Suigetsu (Japan) Terrestrial Radiocarbon Calibration Data Sets. RADIOCARBON 55 (4): 2049-2058.


fredag 14 mars 2014

Förväntningar på vetenskaplighet

Det är inte alltid lätt att skilja vetenskap från pseudovetenskap, eller helt enkelt icke-vetenskap. Om någon gör anspråk på att föra fram en vetenskaplig ståndpunkt, eller verkar i ett vetenskapligt sammanhang, så bör man emellertid kunna ställa visa minimikrav för att ta det på allvar. Här hoppas jag med tiden kunna utveckla allt fler exempel.

Vetenskap är inte i huvudsak en samling av fakta och teorier, utan dessa är produkten av en process eller metod, den vetenskapliga metoden, för att skaffa kunskap om omvärlden, och det är snarare själva denna process som utgör själva kärnan i vetenskapen. Det finns många åsikter om var gränserna går för acceptabel vetenskap, och den som är intresserad av en grundläggande orientering kan kolla på Youtube-kanalen Sisyphus Redeemed för en intressant serie om vetenskapshistoria. Utan att gå in på detaljer i epistemologins utmarker kan man ändå urskilja många gemensamma nämnare för själva processen som är okontroversiella i vetenskapliga sammanhang.

Grundläggande för vetenskapen är att den ska vara evidensbaserad; det vill säga vila på faktiska observationer eller experiment. Ett av de mest utmärkande särdragen för det vetenskapliga förhållningssättet är emellertid hur sådana evidens hanteras i ett större sammanhang. Själva ryggraden inom vetenskapen utgörs av den formaliserade hypotetisk-deduktiva metoden/modellen för hypotestestning, beskriven närmare i mitt inlägg om evidens.  Grundläggande för denna metod är att man försöker testa styrkan i sin egen förklaringsmodell, eller skilja mellan alternativa förklaringsmodeller, genom att aktivt närma sig just de frågeställningar där den egna modellen har sina svagaste punkter eller konkret kan falsifieras, eller där olika förklaringsmodeller skiljer sig åt så mycket som möjligt.
 
I detta förhållningssätt finner man själva essensen av vad vetenskap handlar om. Även om det förvisso är nödvändigt att kunna leverera positiva evidens som stöd för en förklaringsmodell så ligger ofta fokus i minst lika hög grad på modellens luckor eller svagheter. I arbetet med att styrka respektive falsifera förklaringsmodeller försöker man hitta så många beröringspunkter som möjligt med verkligheten och skärningspunkter med alternativa förklaringsmodeller. Det är viktigt att uppmärksamma alla relevanta positiva och negativa faktorer, analysera dem i deras rätta sammanhang, och utvärdera deras betydelse för förklaringsmodellen. En sådan analys bör peka ut potentiella bekräftelse- respektive falsifieringspunkter och använda dessa för att formulera vilken typ av data och vidare analyser som vore nödvändiga för att föra forskningsarbetet framåt. Det kan av ekonomiska, teknologiska eller andra skäl ibland inte vara möjligt att genomföra observationer eller experiment för att testa sina förklaringsmodeller i praktiken. Varje forskningsprogram med några som helst anspråk på legitimitet bör emellertid baseras på att analysera förklaringsmodellers struktur med målet att kunna redogöra för vad som vore nödvändigt för att de skulle kunna relateras till verkliga observationer.

Om man har en grundläggande förståelse för hur legitim vetenskap fungerar i teori och praktik så blir det uppenbart hur vissa förment vetenskapliga aktiviteter brister i många avseenden. I mitt inlägg om evidens tar jag upp en del specifika exempel på hur evidens används felaktigt. Här försöker jag istället ge en bredare överblick over strukturella problem, framför allt rörande hur ungjordskreationismens så kallade vetenskapliga banerförare ägnar sig åt allt annat än vetenskap. Här kan man med fördel jämföra allmänna strategier och metoder hos de ungjordskreationistiska organisationerna med typiska kännetecken för pseudovetenskap som beskrivs i Wikipedia-artikeln.
 
En grundläggande egenskap som kännetecknar kreationistsamfundets släpande i vetenskapens kölvatten är dess osjälvständighet. Det finns egentligen inget fristående ungjordskreationistiskt forskningsprogram, även om de stora kreationistiska organisationerna lägger ned stor möda på att skapa en vetenskaplig fasad. Avsikten är att övertyga både sig själva och sina donatorer (den huvudsakliga källan till deras finansiella resurser) att de framgångsrikt bedriver den goda kampen genom att likt David mot Goliat besegra vetenskapssamhället på dess egen hemmaplan.
I själva verket är kreationistsamfundets verksamhet i grunden reaktiv och defensiv, då man ägnar en oproportionerligt stor del av sin verksamhet åt att försöka iscensätta en missvisande kreationistisk vinkling på vetenskapliga data. Kreationisterna förhåller sig i detta avseende  till vetenskapssamhället som gravplundrare på jakt efter krimskrams, eller som en flock gamar som kretsar över vetenskaplig produktion av data för att sno åt sig några köttbitar som de anser stöder deras verklighetsbeskrivning. Kreationistsamfundet brukar ofta hävda att "vi använder oss bara av samma data som evolutionisterna, vi tolkar bara data annorlunda". Om ni läser inlägget om evidens och hur de används i förhållande till en vetenskaplig frågeställning, så förstår ni förhoppningsvis hur felaktig en sådan inställning är i grunden. Ett legitimt vetenskapligt forskningsprogram är inte uppbyggt på att passivt sitta och vänta på att evidens ska trilla ner som smulor från ett middagsbord, utan på en aktiv strategi där man aktivt söker upp testbara förväntningar som kan härledas från ens egen specifika förklaringsmodell.

En klassisk varningssignal för ett forskningsprogram med typiska pseudovetenskapsvibbar, som också är typisk för, ungjordskreationisternas forskningsverksamhet, är en obalans mellan verifiering och falsifiering. Kort sagt: kreationistsamfundet ägnar en oproportionerligt stor ansträngning åt att enbart försöka bekräfta sina egna förklaringsmodeller (utan att egentligen sätta dem på prov). Man uppvärderar alltså alldeles för mycket data som tycks stödja den egna föreställnignen, och ignorerar sådant som skorrar illa. Samtidigt letar man ensidigt efter förmenta svagheter i evolutionsteorin på ett sätt som gör att man dammsuger litteraturen efter enstaka udda anomalier och alla detaljer som vetenskapen för närvarande inte har någon förklaring till. Här handlar det inte alls om någon balanserad analys, utan man ägnar sig helt åt att sila mygg och svälja kameler när man jämför vetnskapliga förklaringsmodeller med ungjordskreationistiska.

 

Om evidens och dess förhållande till en frågeställning

Den vetenskapliga metoden bygger på att man systematiskt utarbetar hypoteser vilka accepteras eller förkastas baserat på evidens. Evidens utgörs av olika slags observationer, vilka kan antingen motsäga eller vara i överensstämmelse med de förutsägelser eller förväntade konsekvenser som en hypotes för med sig. Om man vill vara väldigt petig så kan man hävda att evidens bara säger något om just det särskilda fallet, eller den enskilda observationen, som de förknippas med. Emellertid brukar man extrapolera utanför existerande data i många fall, dvs hänvisa till allmängiltiga principer och en lagbundenhet hos universum som gör att evidens fungerar som generell bekräftelse långt utanför enskilda fallstudier. Det är dock värt att komma ihåg att om man försöker extrapolera till en situation vars förutsättningar är väsentligt annorlunda än den då observationerna gjordes, så kan deras värde vara mycket tveksamt.
I ett idealiskt skolboksexempel så lägger man fram en hypotes, jämför med andra tänkbara hypoteser, och härleder sedan en eller flera förväntade konsekvenser, eller förutsägelser, som borde kunna observeras om - och endast om - ens egen hypotes stämmer. Sedan går man och gör just de specifika observationer eller experiment som är skräddarsydda för att testa hypotesen. Baserat på utfallet av observationer/experiment så kan hypotesen antingen förkastas eller accepteras tills vidare, i väntan på att någon ännu bättre hypotes framkastas. Klappat och klart.
I det ideala fallet står evidens med andra ord ofta i ett symbiotiskt förhållande till just de hypoteser de är avsedda att testa. Det vill säga: de evidens som efterfrågas är styrda av frågeställningen, och inriktade på att verifiera eller falsifiera just denna specifika fråga.

Emellertid är livet långt ifrån alltid en sådan dans på rosor. Ibland får man nöja sig med evidens som inte är skräddarsydda för att i ett svep besvara just ens egen frågeställning, utan det kan utgöras av indicier hoprafsade från alla möjliga håll. När det gäller att bena ut historiska förlopp, till exempel, så får man ofta hålla till godo med vad som bjuds. I praktiken kan mycket av bevisprövningen göras genom att man bedömer rimligheten hos olika hypoteser genom att jämföra med redan kända evidens. Förmodade konsekvenser av olika hypoteser kan härledas som ett slags retrodiktion gentemot ett redan existerande observationsmaterial, snarare än prediktioner avsedda att jämföras mot kvalitativt nya observationer som medger oberoende tester där utgången inte är känd på förhand.

Det kan också av olika anledningar vara praktiskt omöjligt att göra de experiment eller observationer som krävs för att testa ens hypotes (se strängteori som exempel). Observationerna kan utfalla så att de delvis ger stöd åt den ena, än den andra hypotesen - kanske därför att de förväntningar man hade på möjliga utfall egentligen var felaktiga. Olika hypoteser kan också ge så pass likartade förutsägelser att det kan vara svårt att skilja dem åt med hjälp av tillgängliga evidens. Då bör man tills vidare inte heller föredra något av alternativen, ifall inte det är uppenbart att någon hypotes kan hävdas ha lägre trovärdighet av andra orsaker - till exempel att den bygger på många fler obevisade antaganden (se Occams rakkniv).



Den illa beryktade kung Richard III
av England. Bild från Wikipedia.
Bevisvärdet hos evidens behöver inte heller vara symmetriskt, så att det kan användas för att både verifiera och falsifiera en hypotes - ibland duger det mest till antingen det ena eller det andra. Ett intressant exempel är fallet med de förmodade kvarlevorna av den siste kungen av ätten Plantagenet Richard III, vilka hittades vid en utgrävning av resterna av Greyfriars Church under en parkeringsplats i Leicester. Skelettets specifika deformiteter och stridssår, samt dess placering, stämde ganska väl med krönikornas berättelser om Richards utseende och hur han ska ha stupat i sin sista strid och begravts. Den slutliga bekräftelsen, bortom allt rimligt tvivel, på kvarlevornas identitet utgjordes emellertid av genetiska jämförelser. Mitokondrie-DNA hos skelettet matchade det hos två oberoende förmodade matrilineära nutida släktingar till Richard. En sådan match vore mycket osannolik om det var fråga om någon annans kvarlevor - alltså har vi ett mycket starkt evidens för att det verkligen är fråga om Richards skelett. Men hur vore det om det inte fanns någon överensstämmelse mellan de olika DNA-proverna, särskilt om man bara hade tillgång till en enda nutida släktlinje att jämföra med? Då hade det blivit knivigare. Även om genealogerna hade gjort ett mycket gott arbete med att spåra släktlinjer så låter det inte helt osannolikt att någon förmodad kvinnlig släkting felaktigt kan ha noterats i referenspersonens ättelinje. En eventuell negativ matchning mellan DNA-proven skulle alltså inte nödvändigtvis falsifiera hypotesen att det var kung Richards skelett - det beror på hur mycket man kan lita på genealogin.
Ett ännu mer asymmetriskt evidensförhållande råder om man skulle jämföra den manliga y-kromosomen nedärvd på den patrilineära sidan. En positiv jämförelse med förmodade patrilineära släktingar vore fortfarande ett mycket starkt argument för att skelettet är Richards. Å andra sidan förmodar jag att de flesta håller med om att ett negativt resultat lika gärna skulle kunna vara konsekvensen av ett okänt utomäktenskapligt faderskap i referenspersonens ättelinje.
Ett delvis omvänt förhållande råder ofta om man till exempel vill kontrollera föräldraskap med hjälp av blodgruppstillhörighet (ja, det som fanns till hands för typ flera årtionden sen). Då kan man i vissa fall utesluta föräldraskap i situationer där barns blodgrupper inte stämmer med att de ska ha nedärvts från en tilltänkt förälders. I de flesta fall då barns och föräldrars blodgrupper stämmer överens är emellertid inte blodgrupperna så ovanliga att det kan bekräfta föräldraskap med någon större säkerhet.

Vad olika slags evidens kan (och inte kan) berätta om olika frågor
Nu kommer vi till själva huvudpoängen med det här inlägget: en serie åskådliga exempel på hur evidens används, och vad olika slags evidens kan ge oss för information i olika frågeställningar. Framför allt skapelse-evolutionsfrågor, vilka ibland bjuder på så underbart illustrativa exempel på hur evidens vantolkas eller inte används på ett korrekt sätt i förhållande till frågeställningen. Läs och njut - eller förfasas om ni så önskar - över vissa av dessa exempel. Jag hoppas kunna fylla på efter hand med relevanta exempel, allteftersom jag hinner bearbeta dem. För mer övergripande förväntningar på vetenskapligt förfarande, se här.

Bevisbördan
Om man hävdar ett specifikt sakförhållande, till exempel att något existerar, att något ska ha hänt, eller att någon specifik princip gäller, så ligger i allmänhet bevisbördan på den som hävdar detta. Det är en grundläggande konvention för att över huvud taget möjliggöra rationell diskurs. Utan en sådan konvention vore det fritt fram för vem som helst att lägga fram ett oändligt antal påståenden, utan något som helst positivt stöd, och sedan överlåta ansvaret på andra att försöka vederlägga dem.

Negativ bevisföring och falska dikotomier
Det är inte helt ovanligt att folk argumenterar genom att attackera alternativa hypoteser istället för att lägga fram positiva evidens för sin egen hypotes, enligt den medvetna eller omedvetna devisen "allt som är negativt för alternativa hypoteser är positivt för min favorithypotes". Så är dock sällan eller aldrig fallet; man bör genast bli misstänksam om någon framför allt ägnar sig åt negativ bevisföring istället för att bygga sina argument på positiva evidens som stödjer den egna ståndpunkten. Det finns kanske rentav skäl att misstänka att deras ståndpunkt egentligen vilar på mycket skakig grund.
Negativ bevisföring kan i princip understödja en giltig argumentation om man ställs inför en äkta dikotomi av två, och endast två, ömsesidigt uteslutande alternativ. I så fall vore ju en faktor som talar mot ett specifikt alternativ indirekt ett stöd för det andra alternativet. Emellertid torde det ytterst sällan vara befogat att förutsätta att man känner till alla möjliga alternativ. Både filosofiska försiktighetsprinciper och vetenskaplig praxis talar generellt emot att utesluta ytterligare möjligheter även om man inte just nu kan föreställa sig vilka dessa skulle kunna vara.

Ungjordskreationister brukar i praktiken vara mycket ovilliga att försvara sina egna ståndpunkter med positiva evidens, utan  ägnar sig framför allt åt ensidig negativ bevisföring mot evolutonsteorin i allmänhet, i tron att det utgör ett stöd för deras alternativ. Detta stundom trots ganska storstilade ambitioner att bete sig annorlunda. De motiverar ett sådant förfarande genom en mer eller mindre uttalad falsk dikotomi mellan evolution och "skapelse" baserad på en ekvivokation (se egen rubrik nedan):
Johannes Axelsson: "När det gäller ursprungfrågan så finns det dock bara två huvudalternativ. Antingen har allt uppstått genom naturliga processer (evolution) eller så har det skapats. Att därför visa hur vetenskapliga observationer talar mot att allt har blivit till genom naturliga processer (t ex när naturliga processer motverkar att ämnen slår ihop sig) utgör därför automatiskt ett argument för skapelse."
Carl Werner: "There are basically two models of how life came about: The evolution model suggests that chemicals coalesced and formed a living single-cell almost four billion years ago and then this changed over long periods of time into all other living things. Examples of evolutionary changes include a dinosaur into a bird, or a four-legged land mammal into a whale. The other model, creation, suggests that an external supernatural being (God) created all of the various types of animals and plants at once, and these organisms have changed little over time, other than variations within a basic type."

Bland kristna apologeter finns det många exempel på negativ bevisföring när det gäller olika argument för Guds existens. Ta till exempel Matt Slick, som förespråkar något som brukar benämnas det Transcendenta Argumentet för Gud (TAG). Jag har inte plats här att gå igenom TAG i detalj, men vill hävda att det bygger helt på osubstantierade och troligen falska dikotomier som Slick försöker dumpa över på meningsmotståndare att försöka vederlägga. Fraser som den här borde få alla skeptiska varningsklockor att ringa (min emfas): "If we have only two possible options by which we can explain something and one of those options is removed, by default the other option is verified..."

Ekvivokation och oprecisa begrepp
Grunden för den falska dikotomin mellan evolution och "skapelse" som nämns ovan är en ekvivokation där man försöker släta över de många alternativ som egentligen ryms i begreppet "skapelse", När man hör folk tala om skapelse så kan det ibland vara svårt att veta om de hänvisar till en allmän föreställning om att något övernaturligt väsen på något ospecificerat sätt skapat liv eller styrt dess utveckling på något sätt, eller en bokstavstrogen biblisk skapelseberättelse. Ungjordskreationister försöker ofta skyla över att deras egen extrema ståndpunkt inte alls utgör det enda alternativet, och inte generellt stöds av argument mot en strikt materialistisk evolution (vilka ofta är av typen intelligent design-argument som är förenliga med många andra tänkbara varianter av evolution).

Non sequiteur genom omvänd implikation och bristande exklusivitet
Omvänd implikation och bristande exklusivitet i hypotesernas förutsägelser är en epidemiskt vanlig variant av non sequiteur hos kreationister. Det här är ett klassiskt felslut av typen "om p så q. Vi observerar q, alltså p.", som ofta används som osubstantierat stöd för ett visst påstående. Om en viss händelse inträffar kan vi förvänta oss ett visst resultat. Vi observerar ett sådant resultat, och alltså antar vi att just denna händelse har inträffat, trots att det finns många andra tänkbara förklaringar till  det observerade fenomenet.  Bland kreationister dras långsökta argument av den här typen ofta fram som påhittat stöd för en syndaflod. Argumentet är vanligen av formen: Syndafloden var en stor översvämning med mycket strömmande vatten. Översvämningar/Strömmande vatten orsakar ofta vissa effekter, inklusive sorterar sand/sten/grus eller begraver drunknande djur. Förekomsten av vattensorterade material och begravda organismer i fossilkedjan används som argument för en syndaflod, trots att ingenting tyder på annat än att dessa representerar lokala, tidsbundna händelser som inte är väsensskilda från liknande fenomen som vi kan iaktta idag. Sådana låtsashypoteser med deduktioner som inte alls är specifika för den tänkta hypotesen används på många olika sätt av kreationister. 

Se till exempel följande exempel från Newtonbloggen:



Ja, och hur kan man tänka sig att detta har skett på något annat sätt än genom en global syndaflod? Eftersom samma fenomen utgör en trivial företeelse orsakad av vanliga vågskvalp på de flesta stränder, så faller ju syndaflodsjämförelsen omgående platt till marken:




" Louis Pasteur visade att liv inte kan uppstå ur död materia" - "Lagen om Biogenes - Liv kommer alltid från liv" - Blablabla..
Det här är en riktig klassiker, i ordets rätta bemärkelse, som dras fram med monoton regelbundenhet av kreationister av olika slag. Det är ett typexempel på hur man försöker använda evidens för att stödja ett påstående som går långt utanför den usprungliga frågeställningen och extrapolera resultaten till helt andra omständigheter än de som försöket motiverar.
Louis Pasteur och andra forskare motbevisade den specifika föreställningen om uralstring, vilket innebar att man trodde att liv i form av mikroorganismer, mögel och fluglarver bildades helt spontant ur organiska material när dessa lämnades att ruttna. Han visade att om man steriliserade buljong i en glasflaska och förhindrade att mikroorganismer eller andra organismer utifrån fick tillgång till substratet så uppstod inga organismer i flaskan. Slutsatsen blev att det liv som tycktes uppstå spontant i organiskt material egentligen härrörde från sporer eller ägg av redan existerande organismer.


Bilder av de ursprungliga flaskorna som Pasteur använde. Fortfarande ingen uralstring här!
Från http://science-abroad2012.blogspot.se/2012/07/comte-coma-part-i.html
Men vad Pasteur gjorde var att motbevisa ett mycket specifikt påstående: Att liv uppstod spontant nästan omedelbart under nästan vilka omständigheter som helst. Hans försök säger ingenting om möjligheten för liv att uppstå under andra tänkbara omständigheter, till exempel sådana som bör ha rått under jordens tidiga historia, eller andra tänkbara möjligheter som efterforskas kring olika former av abiogenes.
http://www.jackscanlan.com/2009/03/cb000-pasteur-proved-life-only-comes-from-life/


lördag 8 mars 2014

Radiometriska förväntningar

Det finns många sätt att jämföra förväntningar från bibliska skapelsemodeller med en vetenskaplig standardmodell. Jag har tidigare skrivit generellt om fossilfördelningar och hur de ser helt annorlunda ut än vad man kan förvänta sig från en biblisk syndaflod. Jag har också beskrivit några mer detaljerade fall med avseende på hur fördelningen av arter och släkten i de sedimentära bergarterna kan förväntas se helt olika ut under dessa två skilda scenarier, och att jämförelsen utfaller helt till den vetenskapliga standardmodellens fördel.

En annan jämförelse handlar om vad man kan förvänta sig i fråga om radiometrisk "ålder", med avseende på fördelningen av radioaktiva ursprungs- respektive dotterisotoper i olika vulkaniska mineral i sedimentlagren. Jag förutsätter att läsarna har viss bekantskap med principerna bakom radiometrisk datering. Om vi alltså gör det enkla antagandet att vi har en konstant sönderfallshastighet och isotopiskt slutna system, vad kan vi alltså förvänta oss för mönster?

Här nedan återger jag grafiskt två olika representationer på y-axlarna av två olika diagram av hur det bör se ut med avseende på tid och sedimentdjup på jorden om det bibliska skapelsescenariot gäller. Notera att syndafloden upptar en mycket kort andel av den totala tiden sedan jordens skapelse, men en stor andel av den totala mängden sedimentära och vulkaniska bergarter.

På x-axlarna till diagrammen finns motsvarande radiometrisk "ålder", som vi helt enkelt kan representera som förhållanden mellan vissa olika isotoper i vulkaniska mineral, som man kan förvänta sig. Dessa förväntade isotopförhållanden och deras fördelning i sedimenten kan ritas in som linjer i diagrammen nedan.

Hur borde det alltså se ut i sedimentföljden med avseende på relativa förhållanden mellan olika isotoper i olika mineral, under ett bibliskt scenario, om vi antar de förhållanden som beskrivits ovan?

Och om vulkaniska mineraler bland dessa sediment istället bildats under ett vetenskapligt standard-scenario? Hur borde det då se ut?

Det här är en fråga jag just har ställt till den ungjordskreationistiske bloggaren Erik Scherman, och det ska bli intressant att se hur han svarar. Den som vill kan ju roa sig under tiden med att själv rita linjer i dessa diagram och förklara varför de borde se ut på ett visst sätt.























[Uppdatering 2014-03-15] Det känns nu rimligt att anta att Erik Scherman inte vill åta sig den enkla uppgiften att beskriva sina egna förväntningar rörande isotopfördelningar i den geologiska kolumnen under ett ungjordskreationistiskt scenario. Erik har inte svarat på flera påstötningar rörande detta under vår konversation på hans blogg. Jag kör därför vidare på egen hand, och kommenterar också på Eriks blogg. Så håll i er, för nu går det undan…

I den vänstra figuren, som helt enkelt speglar ett linjärt tidsförlopp på y-axeln, så blir det så klart ett motsvarande förlopp på x-axeln. Förhållandet blir alltså en rät linje diagonalt genom hela diagrammet. När det gäller själva de geologiska avlagringarna, så utgör de tänkta syndaflodsavlagringarna en oproportionerligt stor del av dessa avlagringar. Samtidigt motsvarar syndaflodsförloppet endast ett ögonblick av jordens historia, även under de ynkliga 6000 år som hävdas av ungjordskreationister. Förhållandet borde därför på en höft se ut ungefär som linjen i det mellersta diagrammet. En vetenskaplig förväntning ser i grunden helt annorlunda ut. Här förväntar man sig att sedimentlagren i sin helhet speglar ett någorlunda linjärt tidsförlopp, och man förväntar sig en rät linje där kreationisterna borde förvänta sig en knyckig sådan.



Eftersom de absoluta tidsskalorna enligt de två förklaringsmodellerna är så pass olika borde de verkliga förhållandena i själva verket se ut ungefär så här:



Dags för en reality check. Hur ser då verkligheten ut? Jo, den ser naturligtvis ut så som man kan förvänta sig enligt den vetenskapliga modellen - eftersom denna bygger på vetenskaplig evidens, och inte verklighetsfrämmande fantasier.

Ungjordskreationisterna försöker på alla möjliga sätt ifrågasätta radiometriska data, eftersom de naturligtvis inte uppskattar den käftsmäll som dessa utgör för deras förklaringsmodell. Historiskt sett har deras invändningar ofta handlat om att hitta förmenta anomalier och diskrepanser i vetenskapliga uppskattningar av åldern på olika material. En klassisk strategi har varit att ta unga mineralprover från historiska vulkanutbrott (som vi alltså har en exakt ålder för) och visa att de ofta ger mycket äldre tidsuppskattningar (miljoner år!?) än provernas verkliga ålder. "Om man inte kan lita på mätningar på prover som man vet har en viss ålder, hur kan man då över huvud taget lita på radiometrisk datering?" frågar sig ungjordkreationisten retoriskt.

Sådan jakt på anomalier har emellertid mycket lite med vetenskap att göra, eftersom vetenskapen förlitar sig på stark konkordans eller överensstämmelsse mellan många oberoende metoder för att fastställa åldern på mineral och relatera sådana data till deras fördelning i jordskorpan.

Geologen John Woodmorappe (pseudonym för Jan Peczkis) är en av de mest flitiga författarna och en av de största lurendrejarna bland de ungjordskreationistiska stödtrupperna. Woodmorappe har ägnat mycket svett och möda åt att ifrågasätta grunderna för radiometrisk datering. Han har bland annat publicerat en klassisk sammanställning av hundratals så kallade anomalier bland vetenskapliga uppskattningar av åldern på olika mineralprover, där de uppmätta isotopförhållandena indikerar en felaktig ålder jämfört med konsensus-uppskattningar (Woodmorappe, John, 1979. "Radiometric Geochronology Reappraised", Creation Research Society Quarterly 16:2, September 1979, p. 102-129).

Läsaren av artikeln kan säkert få skrämselhicka när hen ser avvikelser på flera miljoner år från förväntade värden. Emellertid är denna sammanställning inte ett hot mot metoderna för radiometrisk datering (så som Woodmorappe avsåg), utan i själva verket ett extremt starkt stöd för deras grundläggande riktighet. Den outtröttlige geologen Glenn Morton har besvärat sig med att plotta de uppmätta värdena mot de förväntade, och då ser man att dessa data i själva verket, på det stora hela, visar ett utomordentligt starkt samband mellan prediktioner och uppmätta värden:
Betänk att detta garanterat är ett mycket selektivt urval bland de absolut värsta dateringarna som Woodmorappe har lyckat skrapa fram ur den vetenskapliga litteraturen. För varje punkt i detta diagram finns många totals till hundratals dateringar som ligger som en smäck längs den förväntade linjen. Trots detta skeva urval utgör dessa data ett starkt statistiskt stöd för den vetenskapliga modellens riktighet. Jag har inte tillgång till värdena i figuren, så jag kan inte räkna på det, men gissningsvis så uppvisar detta dataset en enormt stark statistisk signifikans i form av såväl P-värde, korrelationsfaktor (R) och effektstorlek. Detta är data som jag som ekolog oftast bara kan drömma om i form av välplacerade datapunkter. Detta material bekräftar alltså den grundläggande fördelningen av isotoper i jordskorpan, så som den beskrivs av vetenskaplig konsensus. Det borde alltså vara ett överspelat kapitel bland kreationister att ifrågasätta data så som de faktiskt ser ut.

Den kreationistiska RATE-gruppen (Radioisotopes And The Age of the Earth) har också kapitulerat inför det enorma datamaterialet, med dess höga konkordans från många oberoende mätmetoder. I sin grundläggande analys (citerad av geologen Kevin Henke) så medger man att data visar att ett radioaktivt sönderfall motsvarande miljarder år av radioaktivitet faktiskt har ägt rum i jordskorpan. Naturligtvis lägger de sig inte platt och erkänner att detta faktiskt motsvarar några verkliga åldrar. Nej, de har sina egna orimliga förklaringar till hur detta sönderfall har skett inom ramen för de 6000 år som deras skapelsehistoria medger. Men det får vi diskutera en annan gång.