כיצד מחשבים את גיל כדור הארץ?

תמונה מפורטת זו של כדור הארץ מורכבת ממספר תמונות שצולמו על ידי לוויין ה-Suomi NPP. צילום: NASA/JPL

כדור הארץ בן כ-4.54 מיליארד שנים. במהלך תקופה זו, כוכב הלכת חווה היווצרות והיעלמותן של יבשות, התפשטות והתכווצות של כיפות קרח, ואבולוציה של חיים מאורגניזמים חד-תאיים ועד לווייתנים כחולים ענקיים. אז איך מדענים יודעים את גיל כדור הארץ?

"כשאתה מדען כדור הארץ ואתה מסתכל על סלע, ​​זה לא סתם סלע. הסלע הזה טומן בחובו סיפור שאתה יכול לנסות לפענח", אמרה בקי פלאוורס, גיאולוגית מאוניברסיטת קולורדו בבולדר.

כאשר מינרלים נוצרים ממאגמה או לבה, הם מכילים לעיתים קרובות עקבות של חומר רדיואקטיבי, כגון אורניום. עם הזמן, יסודות רדיואקטיביים אלה מתפרקים, פולטים קרינה, ובסופו של דבר הופכים ליסודות חדשים ויציבים יותר הלכודים בתוך המינרל.

בואו ניקח כדוגמה את האורניום הרדיואקטיבי-238, צורה נפוצה של אורניום. האטומים שלו משחררים אנרגיה עד שהם הופכים לעופרת. תהליך זה מתרחש בקצב קבוע הנקרא זמן מחצית החיים, התואם את הזמן שלוקח למחצית מהאטומים להתפרק.

זמן מחצית החיים של אורניום-238 הוא מעל 4 מיליארד שנים, כלומר ייקח יותר מ-4 מיליארד שנים עד שמחצית מהאורניום-238 בדגימה תהפוך לעופרת. זה הופך את אורניום-238 לאידיאלי לתיארוך עצמים עתיקים ביותר.

בעזרת תיארוך מחצית חיים, מדענים יכולים לחשב את גיל הסלעים על סמך היחס בין היסוד הרדיואקטיבי "הורה" ליסוד היציב "הבת". שיטה זו נקראת תיארוך רדיומטרי.

פלאוורס הסביר שזירקון משמש בדרך כלל לתיארוך רדיומטרי משום שהוא מכיל כמות גדולה יחסית של אורניום. שימוש באורניום-עופרת הוא רק סוג אחד של תיארוך רדיומטרי. שיטות אחרות משתמשות ביסודות שונים, למשל, תיארוך פחמן. זוהי אחת השיטות הנפוצות ביותר, המשתמשת באיזוטופ רדיואקטיבי של פחמן עם זמן מחצית חיים של אלפי שנים והיא שימושית מאוד לתיארוך חומר אורגני.

הודות לשיטות אלו, גיאולוגים גילו מינרלים על פני כדור הארץ שגילם 4.4 מיליארד שנים, כלומר, כוכב הלכת קיים לפחות זמן זה. אבל מדוע הם מאמינים שכדור הארץ בן למעלה מ-4.5 מיליארד שנים, יותר מ-100 מיליון שנים?

כדור הארץ השתנה באופן דרמטי במשך מיליארדי שנים, במיוחד באמצעות תהליכים כמו טקטוניקת לוחות, הגורמים לקרום לתזוזה, להיווצרות אדמה חדשה ממאגמה, ולמשיכה חזרה לאדמה ישנה אל תוך כדור הארץ. כתוצאה מכך, קשה מאוד למדענים למצוא סלעים מהתקופות המוקדמות ביותר של כדור הארץ. הם נשחקו או נמסו מזמן לחומר גלם.

עם זאת, מדענים יכולים להשתמש בתיארוך פחמן כדי לקבוע את גילם של סלעים מחלקים אחרים של מערכת השמש. מטאוריטים מסוימים מכילים חומר שגילו יותר מ-4.56 מיליארד שנים, וסלעים מהירח וממאדים גם הם בני כ-4.5 מיליארד שנים.

תקופות אלו קרובות למדי לזמן בו מומחים מאמינים שמערכת השמש החלה להיווצר מענן הגז והאבק שהקיף את השמש המתהווה. בהתבסס על תאריכים יחסיים אלו, הם יכולים לסנתז ציר זמן של היווצרות כדור הארץ, הירח, מאדים וגופים שמימיים סמוכים אחרים.

השינוי מענן אבק קדמון לכדור הארץ לא התרחש באופן מיידי אלא במשך מיליוני שנים, לדברי רבקה פישר, מדענית כדור הארץ וכוכבי לכת באוניברסיטת הרווארד. משמעות הדבר היא שהבנתנו את גיל כדור הארץ אינה מבוססת על שנה ספציפית, אלא על פרק הזמן שבו החל להיווצר כוכב הלכת הכחול.

מקור: VNE

קישור למקור: https://baotayninh.vn/tuoi-trai-dat-duoc-tinh-nhu-the-nao-a157297.html