Historia Ziemi jest odciskana na jej kamieniach. W miejscach takich jak Wielki Kanion woda, która niszczy jego ściany, odsłania warstwy skał, z których te ściany powstały.
Ponieważ stare warstwy znajdują się pod nowymi, geolodzy mogą dowiedzieć się, jak powstaje skorupa. Ale wiedza, że głęboko leżące warstwy są starsze, nie mówi nam, jaki jest ich absolutny wiek, czyli ile mają lat.
Jak obliczyłeś wiek ziemi?
Naukowcy z XIX wieku próbowali obliczyć wiek Ziemi na podstawie czasu formacji skalnych we współczesnych czasach. Ale mogli tylko zgadywać. Według ich wyników wiek naszej planety wynosi od 3 milionów lat do 1,5 miliarda lat. Spread jest 500 razy, więc takiego wyniku nie można oczywiście nazwać dokładnym. Oczywiście wymagana była inna metoda. Naukowcy chcieli znaleźć takie zegarki, które, gdyby zostały zlikwidowane w momencie stworzenia, kontynuowałyby do naszych czasów. Patrząc na taki zegar, można dokładnie wskazać wiek Ziemi.
Z czym dokładnie obliczyć wiek Ziemi?
Okazało się, że takie zegarki istnieją: w skałach, drzewach i głębinach oceanicznych. Te naturalne zegary są pierwiastkami radioaktywnymi, które z czasem gniją, tworząc inne pierwiastki. Określanie wieku skał lub skamielin za pomocą pierwiastków promieniotwórczych nazywa się datowaniem radiometrycznym.W jednostce czasu rozpada się ściśle określona część materiału radioaktywnego. Ta frakcja jest niezależna od masy oryginalnej substancji radioaktywnej.
Metoda radiowęglowa
Weźmy za przykład metodę radiowęglową. Opiera się na fakcie, że organizmy żywe absorbują zarówno zwykły węgiel-12, jak i jego radioaktywny izotop węgla-14 z powietrza i wody. Załóżmy, że stosunek tych dwóch izotopów w wodzie i powietrzu pozostaje stały.
W tym stosunku izotopy węgla znajdują się w żywych organizmach. Kiedy ciało przestaje się psować, po wielu latach ilość zwykłego węgla w jego szczątkach pozostaje taka sama jak w chwili śmierci, a izotop radioaktywny ulega rozpadowi (węgiel-14). Izotop rozpada się na pół w ciągu 5730 lat. Tak więc, mierząc stosunek dwóch izotopów węgla w szczątkach kiedyś żyjącego organizmu, naukowcy mogą określić wiek tych szczątków.
Interesujący fakt: Elementy radioaktywne mogą służyć jako naturalny zegar, ponieważ rozpad promieniotwórczy podlega ścisłym wzorcom czasowym.
Sprawdzanie wyników
Oczywiście żadnej z metod randkowych nie można uznać za całkowicie wiarygodną. Dlatego dla dokładności geolodzy badają kilka pierwiastków promieniotwórczych, takich jak uran lub tor oprócz węgla-14. Naukowcy weryfikują swoje wyniki, przeprowadzając podwójne testy z różnymi izotopami promieniotwórczymi na tym samym materiale. Czasami dwie metody dają różne wyniki.Na przykład geolodzy pobrali próbki rafy koralowej u wybrzeży Barbadosu w celu zbadania.
Zmierzyliśmy zawartość węgla, a także uran i tor. Jeśli koralowiec jest „młody”, czyli nie starszy niż 9000 lat, wówczas wszystkie metody dają takie same wyniki. Ale jeśli koral okazał się starszy, wyniki mogą być niejednoznaczne. Metodą uranu i toru wiek koralowca ustalono na 20 000 lat, a węgla na 17 000 lat. Jaki jest powód tak dużej różnicy? A która metoda jest dokładniejsza? Naukowcy uważają, że metoda uranu i toru jest dokładniejsza, ponieważ metoda radiowęglowa dawała wcześniej niejednoznaczne, a nawet wątpliwe wyniki.
Wiarygodność metod pomiaru wieku
Metoda datowania radiometrycznego nie jest całkowicie niezawodna. Dlatego naukowcy badają dwa różne pierwiastki promieniotwórcze z tego samego materiału. Przyczyną może być na przykład to, że w ostatnich latach zawartość węgla-14 w atmosferze wzrosła, co oznacza, że w przeszłości może zmieniać się w tym lub innym kierunku. Gdyby stosunek węgla-14 do węgla-12 zmienił się, metoda radiowęglowa nie może wiarygodnie ustalić wieku pozostałości starożytnych organizmów, ponieważ opiera się na fakcie, że zawartość węgla radioaktywnego w atmosferze i wodzie pozostaje niezmieniona.
Wiek Ziemi, Księżyca i Układu Słonecznego
Okres półtrwania uranu wynosi 4,5 miliarda lat. Pomiary wieku niektórych skał Ziemi metodą uranu i toru wykazały, że mają one około 3,8 miliarda lat. Jak dowiedzieć się, jak wcześnie powstała nasza planeta? Badanie próbek księżycowej gleby,dostarczone przez astronautów z wyprawy księżycowej naukowcy odkryli, że ich wiek wynosi około 4,6 miliarda lat, a także wiek meteorytów, które przybyły na Ziemię z blisko leżących regionów Układu Słonecznego. Dlatego naukowcy uważają, że cały układ słoneczny, w tym księżyc i słońce, utworzyły się około 4,6 miliarda lat temu.