Jak oblicza się wiek Ziemi?

[reklama_1]

To szczegółowe zdjęcie Ziemi jest kompozycją wielu zdjęć wykonanych przez satelitę Suomi NPP. Zdjęcie: NASA/JPL

Ziemia ma około 4,54 miliarda lat. W tym czasie na planecie następowało formowanie się i zanikanie kontynentów, rozszerzanie się i kurczenie pokryw lodowych oraz ewolucja życia od organizmów jednokomórkowych do gigantycznych płetwali błękitnych. Skąd więc naukowcy znają wiek Ziemi?

„Kiedy jesteś geologiem i patrzysz na skałę, to nie jest ona po prostu skałą. Ta skała skrywa historię, którą możesz spróbować rozszyfrować” – powiedziała Becky Flowers, geolog z Uniwersytetu Kolorado w Boulder.

Minerały powstałe z magmy lub lawy często zawierają śladowe ilości materiałów radioaktywnych, takich jak uran. Z czasem te pierwiastki radioaktywne rozpadają się, emitując promieniowanie, a ostatecznie przekształcają się w nowe, bardziej stabilne pierwiastki uwięzione w minerale.

Weźmy na przykład radioaktywny uran-238, powszechnie występującą formę uranu. Jego atomy będą uwalniać energię, aż przekształcą się w ołów. Proces ten zachodzi z ustaloną szybkością zwaną okresem półtrwania, który odpowiada czasowi potrzebnemu na rozpad połowy atomów.

Okres półtrwania uranu-238 wynosi ponad 4 miliardy lat, co oznacza, że potrzeba ponad 4 miliardów lat, aby połowa uranu-238 w próbce przekształciła się w ołów. To sprawia, że uran-238 idealnie nadaje się do datowania bardzo starych obiektów.

Dzięki okresom półtrwania naukowcy mogą obliczyć wiek skał na podstawie stosunku pierwiastka radioaktywnego „macierzystego” do stabilnego pierwiastka „potomnego”. Metoda ta nazywa się datowaniem radiometrycznym.

Flowers wyjaśnił, że cyrkon jest powszechnie używany do datowania radiometrycznego, ponieważ zawiera stosunkowo dużą ilość uranu. Użycie izotopu uranowo-ołowiowego to tylko jeden z rodzajów datowania radiometrycznego. Inne metody wykorzystują inne pierwiastki, na przykład datowanie węglem. Jest to jedna z najpopularniejszych metod, wykorzystująca radioaktywny izotop węgla o okresie półtrwania rzędu tysięcy lat i jest bardzo przydatna do datowania materii organicznej.

Dzięki tym metodom geolodzy odkryli na Ziemi minerały, które mają 4,4 miliarda lat, co oznacza, że planeta istnieje co najmniej tyle samo. Ale dlaczego uważają, że Ziemia ma ponad 4,5 miliarda lat, czyli jest o ponad 100 milionów lat starsza?

Ziemia zmieniła się dramatycznie na przestrzeni miliardów lat, szczególnie w wyniku procesów takich jak tektonika płyt, które powodują przesuwanie się skorupy ziemskiej, powstawanie nowych lądów z magmy i wciąganie starych lądów z powrotem do wnętrza Ziemi. W rezultacie naukowcom bardzo trudno jest znaleźć skały z najdawniejszych czasów istnienia planety. Uległy one erozji lub stopieniu, przekształcając się w surowiec.

Naukowcy mogą jednak zastosować datowanie radiowęglowe do określenia wieku skał z innych części Układu Słonecznego. Niektóre meteoryty zawierają materiał liczący ponad 4,56 miliarda lat, a skały z Księżyca i Marsa również mają około 4,5 miliarda lat.

Te daty są dość zbliżone do czasu, w którym zdaniem ekspertów Układ Słoneczny zaczął formować się z obłoku gazu i pyłu otaczającego rodzące się Słońce. Na podstawie tych względnych dat można zsyntetyzować oś czasu powstawania Ziemi, Księżyca, Marsa i innych pobliskich ciał niebieskich.

Według Rebekki Fischer, planetolożki z Uniwersytetu Harvarda, transformacja z pierwotnej chmury pyłu w planetę Ziemię nie nastąpiła natychmiast, lecz trwała miliony lat. Oznacza to, że nasza wiedza o wieku Ziemi nie opiera się na konkretnym roku, lecz na okresie, w którym zaczęła się formować błękitna planeta.

Źródło: VNE

Link źródłowy