Wie wird das Alter der Erde berechnet?

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Detailliertes Bild der Erde, zusammengestellt aus mehreren Bildern, die vom Satelliten Suomi NPP aufgenommen wurden. Foto: NASA/JPL

Die Erde ist etwa 4,54 Milliarden Jahre alt. In dieser Zeit hat der Planet die Entstehung und das Verschwinden von Kontinenten, die Ausdehnung und das Schrumpfen von Eiskappen sowie die Entwicklung des Lebens von Einzellern bis hin zu riesigen Blauwalen erlebt. Woher wissen Wissenschaftler also das Alter der Erde?

„Wenn man als Geowissenschaftler einen Stein betrachtet, ist das nicht einfach nur ein Stein. Dieser Stein hat eine Geschichte, die man zu entschlüsseln versuchen kann“, sagt Becky Flowers, Geologin an der University of Colorado Boulder.

Wenn Mineralien aus Magma oder Lava entstehen, enthalten sie oft Spuren radioaktiver Stoffe wie Uran. Mit der Zeit zerfallen diese radioaktiven Elemente, geben Strahlung ab und verwandeln sich schließlich in neue, stabilere Elemente, die im Mineral eingeschlossen sind.

Nehmen wir als Beispiel radioaktives Uran-238, eine häufige Form von Uran. Seine Atome geben Energie ab, bis sie sich in Blei verwandeln. Dieser Prozess läuft mit einer festen Rate ab, die als Halbwertszeit bezeichnet wird und der Zeit entspricht, die benötigt wird, bis die Hälfte der Atome zerfällt.

Die Halbwertszeit von Uran-238 beträgt über 4 Milliarden Jahre. Das bedeutet, dass es über 4 Milliarden Jahre dauert, bis die Hälfte des Uran-238 in einer Probe zu Blei wird. Dies macht Uran-238 ideal für die Datierung sehr alter Objekte.

Mithilfe der Halbwertszeit können Wissenschaftler das Alter von Gesteinen anhand des Verhältnisses des radioaktiven „Mutterelements“ zum stabilen „Tochterelement“ berechnen. Diese Methode wird als Radioisotopen-Datierung bezeichnet.

Zirkonmineralien werden häufig für die radiometrische Datierung verwendet, da sie relativ große Mengen Uran enthalten, sagte Flowers. Die Verwendung von Uran-Blei ist nur eine Art der Radioisotopen-Datierung. Andere verwenden andere Elemente, beispielsweise die Kohlenstoffisotopen-Datierung. Dies ist eine der gebräuchlichsten Methoden. Dabei wird ein radioaktives Kohlenstoffisotop mit einer Halbwertszeit von Tausenden von Jahren verwendet und es ist sehr nützlich für die Datierung organischer Materie.

Dank dieser Methoden haben Geologen auf der Erde Mineralien entdeckt, die 4,4 Milliarden Jahre alt sind. Das bedeutet, dass der blaue Planet mindestens genauso lange existiert. Aber warum glauben sie, dass die Erde älter als 4,5 Milliarden Jahre, also älter als 100 Millionen Jahre ist?

Die Erde hat sich im Laufe von Milliarden von Jahren stark verändert, insbesondere durch Prozesse wie die Plattentektonik, die zu einer Verschiebung der Erdkruste, zur Bildung von neuem Land aus Magma und zum Zurückziehen von altem Land in den Boden führt. Aus diesem Grund ist es für Wissenschaftler sehr schwierig, Gesteine aus der Frühzeit des blauen Planeten zu finden. Sie sind längst erodiert oder zu Rohmaterial geschmolzen.

Allerdings können Wissenschaftler mithilfe der Radiokarbonmethode das Alter von Gesteinen aus anderen Teilen des Sonnensystems bestimmen. Einige Meteoriten enthalten Material, das älter als 4,56 Milliarden Jahre ist, und auch Gesteine vom Mond und Mars sind etwa 4,5 Milliarden Jahre alt.

Diese Altersangaben liegen ziemlich nahe an der Zeit, als nach Ansicht von Experten das Sonnensystem aus der Gas- und Staubwolke, die die neugeborene Sonne umgab, zu entstehen begann. Auf der Grundlage dieser relativen Altersangaben konnten sie eine Zeitleiste der Entstehung der Erde, des Mondes, des Mars und anderer nahegelegener Himmelskörper zusammenstellen.

Der Übergang von der ursprünglichen Staubwolke zum Planeten Erde erfolgte nicht schlagartig, sondern über Millionen von Jahren, sagt Rebecca Fischer, Erd- und Planetenwissenschaftlerin an der Harvard University. Das bedeutet, dass wir das Alter der Erde nicht auf ein bestimmtes Jahr zurückführen können, sondern auf einen Zeitraum, in dem sich der blaue Planet zu bilden begann.

Quelle VNE

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