지구의 나이는 어떻게 계산되나요?

수오미 NPP 위성이 촬영한 여러 장의 사진을 모아 만든 지구의 상세 이미지입니다. 사진: NASA/JPL

지구의 나이는 약 45억 4천만 년입니다. 이 기간 동안 지구에서는 대륙이 형성되고 사라지고, 빙하가 확장되고 줄어들었으며, 단세포 생물에서 거대한 푸른 고래로 생명이 진화하는 모습이 나타났습니다. 그렇다면 과학자들은 지구의 나이를 어떻게 알 수 있을까?

콜로라도 대학교 볼더 캠퍼스 지질학자 베키 플라워스는 "지구과학자가 암석을 관찰할 때, 그것은 단순한 암석이 아닙니다. 그 암석에는 우리가 해석해 볼 수 있는 이야기가 담겨 있습니다."라고 말했습니다.

마그마나 용암에서 형성된 광물은 종종 우라늄과 같은 방사성 물질의 흔적을 포함합니다. 시간이 지남에 따라 이러한 방사성 원소는 붕괴되어 방사선을 방출하고 결국 광물 내부에 갇힌 새롭고 더 안정적인 원소로 변합니다.

예를 들어, 우라늄의 흔한 형태인 방사성 우라늄-238을 살펴보겠습니다. 원자는 납으로 변할 때까지 에너지를 방출합니다. 이 과정은 반감기라는 고정된 속도로 일어나는데, 이는 원자의 절반이 붕괴하는 데 걸리는 시간입니다.

우라늄-238의 반감기는 40억 년이 넘습니다. 즉, 샘플에 있는 우라늄-238의 절반이 납으로 바뀌는 데 40억 년이 넘게 걸립니다. 이로 인해 우라늄-238은 매우 오래된 물체의 연대 측정에 이상적입니다.

반감기를 통해 과학자들은 방사성 '모체' 원소와 안정한 '자녀' 원소의 비율을 바탕으로 암석의 연대를 계산할 수 있습니다. 이 방법을 방사성동위원소 연대 측정이라고 합니다.

플라워스는 지르콘 광물이 비교적 많은 양의 우라늄을 함유하고 있기 때문에 방사성 연대 측정에 자주 사용된다고 말했습니다. 우라늄-납 측정법은 방사성 동위원소 연대 측정 방법 중 하나일 뿐입니다. 다른 사람들은 탄소 동위원소 연대 측정법 등 다른 원소를 이용합니다. 이것은 가장 흔한 방법 중 하나로, 반감기가 수천 년인 탄소의 방사성 동위 원소를 사용하며 유기물의 연대를 측정하는 데 매우 유용합니다.

이런 방법 덕분에 지질학자들은 지구에서 44억 년 된 광물을 발견했는데, 이는 푸른 행성이 적어도 그만큼 오랫동안 존재해 왔다는 것을 의미합니다. 하지만 그들은 왜 지구의 나이가 45억 년 이상, 1억 년 이상이라고 생각할까요?

지구는 수십억 년 동안 많은 변화를 겪었는데, 특히 판구조론과 같은 과정을 통해 많은 변화가 있었습니다. 판구조론은 지각을 이동시키고, 마그마에서 새로운 땅이 형성되고, 오래된 땅이 땅 속으로 다시 끌어당기는 현상을 일으킵니다. 그 결과, 과학자들이 푸른 행성의 초기 암석을 찾는 것은 매우 어렵습니다. 그들은 오래전에 침식되었거나 원자재로 녹아내렸습니다.

그러나 과학자들은 방사성 탄소 연대 측정법을 사용하여 태양계 다른 곳의 암석의 연대를 알아낼 수 있습니다. 일부 운석에는 45억 6천만 년 이상 된 물질이 포함되어 있으며, 달과 화성의 암석도 약 45억 년 전의 것입니다.

이 시기는 전문가들이 태양계가 갓 태어난 태양을 둘러싼 가스와 먼지 구름에서 형성되기 시작했다고 믿는 시기와 매우 가깝습니다. 그들은 이러한 상대적 연대를 바탕으로 지구, 달, 화성 및 인근 천체의 형성에 대한 타임라인을 정리할 수 있었습니다.

하버드 대학의 지구 및 행성 과학자인 레베카 피셔에 따르면, 원시 먼지 구름에서 지구로의 전환은 즉시 일어난 것이 아니라 수백만 년에 걸쳐 일어났습니다. 즉, 우리가 지구의 나이를 이해하는 것은 특정한 연도가 아니라 푸른 행성이 형성되기 시작한 시기라는 뜻입니다.

출처 VNE

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