Овај чланак долази из архиве Спаце Магазине, али је ажуриран овим духовитим видеом.
Колико је стара Земља? Научници сматрају да је то Земља је стара 4,54 милијарде година. Наравно, то није случајност; Сунце и планете су се заједно формирале из дифузног облака пре више милијарди година.
У раном Сунчевом систему све планете формиране у соларној маглици; остаци преостали од формирања Сунца. Мале честице прашине сакупљене у веће и веће предмете - шљунак, стијене, балвани итд. - све док у Сунчевом систему није било много планетоида. Ови планетоиди сударали су се заједно и на крају су се довољно зближили да постану величине Земље.
У неком тренутку ране историје Земље, планетоид величине Марса срушио се на нашу планету. Настали судар послао је крхотине у орбиту која је на крају постала Месец.
Како научници знају да је Земља стара 4,54 милијарде година? Заправо је тешко препознати само са површине планете, јер тектоника плоча непрестано преобликује њену површину. Старији делови површине клизе под новијим плочама које ће се рециклирати у земљиној језгри. Најстарије стијене икад пронађене на Земљи старе су 4,0 - 4,2 милијарде година.
Научници претпостављају да се сав материјал Сунчевог система формирао у исто време. Различите хемикалије, а посебно радиоактивни изотопи су формирани заједно. Будући да пропадају врло познатом брзином, ови изотопи се могу мерити да би се утврдило колико дуго елементи постоје. И проучавањем различитих метеорита са различитих локација Сунчевог система, научници знају да се различите планете формирају у исто време.
Неуспешни методи за рачунање старости Земље
Наш тренутни, тачни метод мерења старости Земље долази на крају дугог низа процена направљених кроз историју. Паметни научници открили су карактеристике Земље и Сунца које се временом мењају, а потом су израчунали колико је стара планета Земља од тога. На жалост, сви су били погрешни из различитих разлога.
- Пад нивоа мора - Беноит де Маиллет, француски антрополог који је живео од 1656-1738. И претпостављао (погрешно) да су фосили на великим надморским висинама значили да је Земљу некада прекрио велики океан. Овај океан је узео 2 милијарде година испаравати до тренутног нивоа мора. Научници су то одустали када су схватили да ниво мора природно расте и опада.
- Хлађење Земље –
Виллиам Тхомпсон, касније познат као Лорд Келвин, претпоставио је да је Земља некада била истопљена кугла стене са истом температуром Сунца, а од тада се хлади. На основу тих претпоставки, Тхомпсон је израчунао да се Земља налази негде између 20 и 400 милиона година да се охлади на тренутну температуру. Наравно, Тхомпсон је изнео неколико нетачних претпоставки, о температури Сунца (у основи је заиста 15 милиона степени Келвина), температури Земље (са њеним истопљеним језгром) и о томе како је Сунце направљено од водоника и Земље је од камена и камена.
- Хлађење Сунца - 1856. немачки физичар Херманн Лудвиг Фердинанд вон Хелмхолтз покушао је да хлади Сунце да израчуна старост Земље. Прорачунао је да би Сунце заузело 22 милиона година кондензовати до свог тренутног пречника и температуре из дифузног облака гаса и прашине. Иако је ово нетачно, Хелмхолтз је тачно утврдио да је извор Сунчеве топлоте покретао гравитационом контракцијом.
- Роцк Еросион - У својој књизи "Поријекло врста природним селекцијама", Цхарлес Дарвин је предложио да ерозија наслага креде може да омогући израчун минималне старости планете. Дарвин је проценио да је у региону Веалд у Енглеској могла да се формира креда 300 милиона година да временску прогнозу до тренутног облика.
- Орбита Месеца - Георге Дарвин, син Цхарлеса Дарвина, претпоставио је да је Месец могао да се створи изван Земље, и одвезао се на његову тренутну локацију. Теорија фисије наговештавала је да је брза ротација Земље узроковала да се део планете одлети у свемир. Дарвин је израчунао да му је најмање требао Мјесец 56 милиона година да достигне своју тренутну удаљеност од Земље. Сада знамо да је Месец вероватно настао када је објекат величине Марса разбио у Земљу пре милијарде година.
- Сланост океана - 1715. године познати астроном Едмунд Халлеи предложио је да се сланост океана може користити за процену старости планете. Халлеи је примијетио да океани и језера храњени потоцима непрестано примају више соли, која се затим заглавила док је вода испарила. Временом би вода постала сланија и сланија, омогућавајући процену колико дуго овај процес траје. Разни геолози су користили ову методу да би погодили да је Земља између Стари 80 и 150 милиона година. Ова метода је била грешка јер научници нису ни схватили да геолошки процеси такође извлаче со из воде.
Радиометријско дружење пружа тачан метод да се сазна старост Земље
Француски хемичар А. Хенри Бецкуерел је 1896. године открио радиоактивност, процес у коме материјали пропадају на друге материјале, ослобађајући енергију. Геолози су схватили да унутрашњост Земље садржи велику количину радиоактивног материјала и то би избацило њихове калкулације за старост Земље. Иако је ово откриће открило недостатке у претходним методама израчунавања старости Земље, пружило је нову методу: радиометријско датирање.
Геолози су открили да радиоактивни материјали пропадају у друге елементе врло предвидљивом брзином. Неки материјали брзо пропадају, док другима може бити потребно милион или чак милијарди година да се потпуно распадну. Ернест Рутхерфорд и Фредерицк Содди, који раде на Универзитету МцГилл, утврдили су да половина било којег изотопа радиоактивног елемента пропада у други изотоп са утврђеном брзином. На пример, ако имате постављену количину Тороријума-232, половина ће пропадати током милијарду година, а половина тог износа ће пропасти у наредних милијарду година. То је извор термина „полуживот“.
Мерењем полуживота радиоактивних изотопа геолози су успели да направе мерне мердевине које ће им омогућити да тачно израчунају старост геолошких формација, укључујући Земљу. Користили су распадање уранијума у различите изотопе олова. Мерећи количину три различита изотопа олова (Пб-206, Пб-207 и Пб-208 или Пб-204), геолози могу израчунати колико је урана првобитно било у узорку материјала.
Ако се Сунчев систем формирао из заједничког базена материје, с равномерно распоређеним Пб изотоповима, тада би сви предмети из тог базе материје требали показати сличне количине изотопа. Такође, током времена, количине Пб-206 и Пб-207 ће се мењати јер су ови изотопи крајњи производи распада уранијума. То мења количину олова и уранијума. Што је однос стене урана и олова већи у камену, то ће се вредности Пб-206 / Пб-204 и Пб-207 / Пб-204 временом мењати. Претпоставимо да је извор Сунчевог система такође био равномерно распоређен са изотопима уранијума, тада можете нацртати линију података која приказује заплет од олова до уранијума и, са нагиба линије, колико је времена прошло од базен материје се одвојио у појединачне предмете може се израчунати.
Бертрам Болтвоод је применио ову методу датирања на 26 различитих узорака стена и открио да су оне формиране између 92 и 570 милиона година, а додатна усавршавања технике дала су векове између 250 милиона до 1,3 милијарде година.
Геолози су кренули у истраживање Земље, тражећи најстарије стенске формације на планети. Најстарија површинска стијена пронађена је у Канади, Аустралији и Африци, а старост варира од 2,5 до 3,8 милијарди година. Најстарија стена откривена је у Канади 1999. године и процењена је на нешто више од 4 милијарде година.
Ово је поставило минималну старост за Земљу, али захваљујући геолошким процесима попут временских прилика и тектонике плоча, она би ипак могла бити старија.
Метеорити као коначни одговор на доба Земље
Проблем са мерењем старости стена на Земљи је што је планета под сталним геолошким променама. Тектоника плоча стално рециклира делове Земље, мијешајући је и заувијек скривајући најстарије дијелове планете. Али под претпоставком да се све у Сунчевом систему формирало у исто време, метеорити у свемиру нису под утицајем временских прилика и тектонике плоча овде на Земљи.
Геолози су користили ове нетакнуте објекте, попут метеора из кањона Диабло (фрагменте астероида који су утицали на Кратеринг Баррингер) као начин да дођу до праве старости Сунчевог система, а самим тим и Земље. Користећи радиометријски систем датирања на овим метеоритима, геолози су могли да утврде да је Земља Стар 4,54 милијарде година у граници грешке од око 1%.
Извори:
Разумевање науке - Лорд Келвин
УСГС Доба Земље
Неуспели научни сат лорда Келвина
Улога радиоактивног распада
Астрономија улога епизоде 51: Земља
Најстарије пронађене стенске формације
Подцаст (аудио): Преузимање (Трајање: 2:49 - 2.6МБ)
Претплатите се: Аппле Подцастс | Андроид | РСС
Подцаст (видео): Преузимање (73,4МБ)
Претплатите се: Аппле Подцастс | Андроид | РСС
