Как рассчитывается возраст Земли?

Детальное изображение Земли, составленное из нескольких снимков, сделанных спутником Suomi NPP. Фото: NASA/JPL

Земле около 4,54 миллиарда лет. За это время на планете формировались и исчезали континенты, расширялись и сокращались ледяные шапки, а жизнь эволюционировала от одноклеточных организмов до гигантских синих китов. Так откуда же учёные знают возраст Земли?

«Когда вы учёный, изучающий Землю, и смотрите на камень, вы понимаете, что это не просто камень. У этого камня есть история, которую можно попытаться расшифровать», — сказала Бекки Флауэрс, геолог из Университета Колорадо в Боулдере.

Когда минералы образуются из магмы или лавы, они часто содержат следы радиоактивных материалов, таких как уран. Со временем эти радиоактивные элементы распадаются, испуская радиацию, и в конечном итоге превращаются в новые, более стабильные элементы, которые задерживаются внутри минерала.

Возьмём в качестве примера радиоактивный уран-238, распространённую форму урана. Его атомы будут выделять энергию, пока не превратятся в свинец. Это происходит с фиксированной скоростью, называемой периодом полураспада, то есть временем, за которое распадается половина атомов.

Период полураспада урана-238 составляет более 4 миллиардов лет, то есть, для превращения половины урана-238 в образце в свинец требуется более 4 миллиардов лет. Это делает уран-238 идеальным для датирования очень древних объектов.

Используя периоды полураспада, учёные могут рассчитать возраст горных пород, исходя из соотношения радиоактивного «материнского» элемента к стабильному «дочернему». Этот метод называется радиометрическим датированием.

Циркон часто используется для радиоизотопного датирования, поскольку он содержит относительно большое количество урана, сказал Флауэрс. Использование урана и свинца — лишь один из видов радиоизотопного датирования. В других методах используются другие элементы, например, изотопное датирование углерода. Это один из наиболее распространённых методов, использующий радиоактивный изотоп углерода с периодом полураспада в тысячи лет, который полезен для датирования органических веществ.

Используя эти методы, геологи обнаружили, что возраст минералов на Земле составляет 4,4 миллиарда лет, а это значит, что голубая планета существует как минимум столько же. Но почему они считают, что Земле более 4,5 миллиарда лет, то есть более 100 миллионов лет?

За миллиарды лет Земля сильно изменилась, особенно под воздействием таких процессов, как тектоника плит, приводящая к смещению земной коры, образованию новых участков суши из магмы и погружению старой суши в землю. В результате учёным крайне сложно найти горные породы, относящиеся к ранним временам существования планеты. Они давно разрушились или расплавились, превратившись в сырой материал.

Однако учёные могут использовать радиоуглеродное датирование для определения возраста горных пород из других частей Солнечной системы. Некоторые метеориты содержат материал возрастом более 4,56 миллиарда лет, а породы с Луны и Марса также имеют возраст около 4,5 миллиарда лет.

Эти даты довольно близки к тому времени, когда, по мнению экспертов, Солнечная система начала формироваться из газопылевого облака, окружавшего новорождённое Солнце. Основываясь на этих относительных возрастах, они могут составить хронологию формирования Земли, Луны, Марса и других близлежащих небесных тел.

По словам Ребекки Фишер, специалиста по Земле и планетам из Гарвардского университета, переход от первичного пылевого облака к планете Земля произошёл не мгновенно, а в течение миллионов лет. Это означает, что наше представление о возрасте Земли определяется не конкретным годом, а периодом времени, когда голубая планета начала формироваться.

Источник ВНЕ

Ссылка на источник