Відкриваючи вік Землі: подорож до давнього минулого нашої планети

Зараз ми знаємо, що вік Землі становить близько 4,5 мільярдів років, тоді як ядро планети приблизно на два роки молодше завдяки ефекту гравітації, що сповільнює час. Але як ми це з’ясували?

Перші спроби обчислити вік Землі за допомогою науки були дещо невдалими. У 1844 році фізик Вільям Томсон (він же лорд Кельвін) придумав, як виміряти вік Землі. Він припустив, що на початку Земля була великою розплавленою грудкою в космосі. Дивлячись на те, скільки часу знадобилося б планеті, щоб охолонути до того стану, в якому вона перебуває зараз, він міркував, що зможе визначити вік самого світу.

Через кілька років він підрахував, що вік Землі становить приблизно 20-400 мільйонів років. Це суперечило багатьом речам, таким як геологія, уявлення Дарвіна про те, скільки часу потрібно для еволюції тварин, і той факт, що він вважав, що Сонцю не більше 20 мільйонів років.

Оцінки Томсона були створені до радіометричного датування, яке дало нам набагато точніший спосіб визначення віку гірських порід.

“Вік гірських порід Землі та Місяця, а також метеоритів вимірюється за розпадом довгоживучих радіоактивних ізотопів елементів, які природно зустрічаються в гірських породах і мінералах і розпадаються з періодом напіврозпаду від 700 мільйонів до понад 100 мільярдів років на стабільні ізотопи інших елементів”, – пояснює Геологічна служба США на своєму веб-сайті. “Ці методи датування, які мають міцне фізичне підґрунтя і відомі під загальною назвою радіометричне датування, використовуються для вимірювання часу, коли порода, яку датують, востаннє була розплавлена або порушена достатньою мірою, щоб регомогенізувати її радіоактивні елементи”.

Використання радіометричних даних дозволяє нам отримати набагато точніше уявлення про вік гірських порід. Однак датування земних порід може дати нам лише мінімально можливий вік Землі. Найдавніша знайдена нами порода з гнейсового комплексу Акаста на північному заході Канади датується приблизно 4,02 мільярда років тому. Це дає нам мінімальний вік, оскільки ми можемо сміливо припустити, що Земля не молодша за свій найстаріший камінь. Однак, якщо ви не бажаєте (і не маєте можливості) проаналізувати кожну гірську породу на планеті, отримати оцінку максимального віку планети лише за допомогою цього методу неможливо. Найстаріші породи на Землі могли сповзти в мантію, що ускладнює визначення віку Землі.

Замість цього вчені розглядали породи Місяця та інших тіл Сонячної системи, де така рециркуляція порід не є проблемою. У 1953 році геохімік Клер Кемерон Паттерсон дослідив зразки метеоритів, що впали в Арізоні, які містили велику кількість ізотопів свинцю, що використовуються для радіометричного датування. Ці зразки були датовані віком від 4,53 до 4,58 мільярдів років, причому вважається, що цей діапазон обумовлений приблизно 50 мільйонами років, протягом яких розвивалася Сонячна система.

Подальші вимірювання космічних порід і вивчення еволюції Сонячної системи дозволили нам уточнити наші оцінки.