Его пытались вычислить самые разные ученые. Было поставлено множество экспериментов.
Чтобы точно определить возраст нашей планеты, понадобилось больше трех веков.
Теперь мы знзвм, что Земля существует уже 4,54 млрд лет (с точностью 1%) - значение, которое мало изменилось с момента,
когда его впервые получили 57 лет назад, в 1956 году; уменьшилась лишь погрешность. Но можем ли мы быть уверены в том,
что перед нами уже окончательное число?
Почему так много времени потребовалось, чтобы его найти? В поисках ответа на эти вопросы мы должны вернуться назад
на три столетия.
Архиепископ англиканской церкви Джеймс Ашшер (James Ussher) из Ирландии - один из многих ученых XVII века,
пытавшихся установить точную дату создания Земли Богом. В те времена знания привыкли добывать путем анализа
разного рода исторических текстов, в том числе Библии, и полученные значения колебались от 3616 до 6984 года
до н. э. Ашшер расставил в хронологическом порядке всех значимых персонажей в Ветхом Завете, начиная
с Адама. Так он определил, что небо и земля созданы в ночь с субботы на воскресенье 23 октября 4004 года до н. э.
Дата осталась бы малоизвестной, если бы не предприимчивый торговец по имени Томас Гай (Thomas Guy). Почувствовав
спрос на дешевое массовое издание Библии, Гай в 1675 году начал печатать версию книги, которая
включала в себя хронологию Ашшера, вынесенную на поля.
СФЕРЫ ВРЕМЕНИ
По мере того как накапливались знания по геологии, ученые начали понимать, что историю всей Земли
явно не уместишь в нескольких тысячелетиях. Французский натуралист Жорж-Луи Леклерк де Бюффон
(Georges-Louis Leclerc de Buffon) выдвинул гипотезу об образовании земного шара из струи очень горячего
материала, вылетевшей из Солнца под влиянием кометы. Он попытался выяснить, когда это могло произойти,
изучая опытным путем процессы охлаждения.
В течение 11 лет Бюффон проводил длительные эксперименты с шарами разного радиуса, изготовленными из
железа и камня. Засекал время их охлаждения, а затем экстраполировал эмпирические данные на объект размером
с Землю. Результаты он обнародовал в 1775 году, оценив возраст Земли по меньшей мере в 74 832 года с момента
ее образования до нынешнего охлажденного состояния. При этом сам Бюффон считал, что Земля всё же гораздо
старше и ей, возможно, даже 10 млн лет.
В течение последовавшего затем столетия появились и многочисленные свидетельства длительных геологических
процессов, протекавших многие миллионы лет. По характерным отложениям были описаны разные геологические
эпохи. Наконец, к середине XIX века метод «песочных часов» стал восприниматься как весьма авторитетный.
Первые попытки оценить мощность горных пород на разных континентах и скорость, с которой накапливались
эти отложения (что позволяло получить в результате время, необходимое для их накопления), давали
огромный разброс - от З млн до 2,4 млрд лет (из-за разницы в скорости образования осадков в разных
местах).
Еще одной альтернативой стали попытки измерения скорости, с которой в морской воде накапливалась
соль. Реки выносят в моря соль из размытых ими горных пород. Если предположить, что первоначально
океаны состояли из пресной воды, то, в принципе, можно оценить и время, необходимое для их «загрязнения»
до нынешнего состояния. Этот метод был сопряжен с немалыми сложностями и приводил к большому разбросу
значений (не говоря уж о сугубой гипотетичности исходного предположения).
В 1862 году британский физик лорд Кельвин начал одно из выступлений на заседании Эдинбургского королевского
общества с выпадов в адрес геологов и их методов определения возраста Земли. Как и Бюффон, Кельвин утверждал,
что Земля первоначально находилась в расплавленном состоянии, и считал «очевидным», что, если известны
температура, при которой плавятся горные породы, и скорость, с которой они охлаждаются, можно рассчитать время,
за которое образуется земная кора. Первоначальное значение Кельвина лежало в очень широких пределах, от 20 до
400 млн лет, но несколько лет спустя, после точных измерений температуры плавления пород (она оказалась
значительно ниже предполагаемой), Кельвин пересмотрел свою оценку, уменьшив ее до 20-40 млн лет. Среди
геологов эта работа вызвала изрядное смятение.
Десятилетие на рубеже XX века принесло целый ряд важнейших открытий. В 1895 году были открыты рентгеновские
лучи, а в 1896 году стало известно, что уран тоже испускает похожие «таинственные лучи». Это явление радиоактивности
было обнаружено французским химиком Антуаном Беккерелем (Antoine Henri Becquerel), а затем его изучением занялись
супруги-физики Мария Склодовская-Кюри (Maria Skiodowska-Curie) й Пьер Кюри (Pierre Curie). Название этому
явлению дала Мария Кюри. В результате их открытий по лабораториям всего мира прокатился настоящий бум
исследований в этом направлении.
В 1897 году Джозеф Джон Томсон (Joseph John Thomson) открыл электрон, а в 1902 году Эрнест Резерфорд (Ernest
Rutherford) и Фредерик Содди (Frederick Soddy) предложили теорию радиоактивного распада, легшую в основу учения
об атоме и атомной энергии. Они поразили мир заявлением, что в процессе радиоактивного распада один элемент
меняется на другой: уран превращается в радий, который распадается, выделяя газ радон.
Вскоре после этого Содди показал, что в результате выделяется не только радон, но и гелий. Радон тоже
неустойчив и распадается на другие элементы.
Пару месяцев спустя, перед тем как Пьер и Мария Кюри были удостоены Нобелевской премии в 1903 году, Пьер
обнаружил, что в процессе радиоактивного распада атом покидают электроны с выделением энергии в виде тепла. Даже
если Кельвин был прав, полагая, что Земля охлаждалась из расплавленного состояния, он в любом случае не знал, что в
то же время радиоактивные элементы внутри Земли производят достаточно тепла, чтобы затянуть процесс охлаждения практически
на любой срок, который может понадобиться геологам.
КАМЕНЬ ВЕКОВ
Открытие того, что гелий является побочным продуктом распада урана, подтолкнуло Резерфорда к следующему шагу. Он
понял, что, исходя из скорости образования гелия и замеров количества урана и гелия в породах, путем относительно простых расчетов
мы можем оценить длительность накопления гелия и так установить возраст породы. Спустя год Резерфорд стал первым человеком,
оценившим возраст горной породы при помощи радиоактивного распада, - он получил значение 40 млн лет. К сожалению, в его методе
крылась ошибка, и отыскать ее помог Роберт Стратт (Robert Strutt), преподаватель физики из Лондонского королевского научного
колледжа (Великобритания), который обратил внимание на то, что газообразный гелий может просачиваться сквозь
породы. Это означало, что лишь часть радиогенного гелия оказывалась измеренной и полученный таким образом возраст
был лишь минимальной оценкой. Заняться поисками более совершенного метода Стратт предложил одному из своих
учеников, 20-летнему Артуру Холмсу.
 |
|
Измеряя соотношение урана и свинца в породах, Артур Холмс разработал надежный экспериментальный метод датирования, открыв
дорогу к определению возраста Земли.
Установка Артура Холмса для определения соотношения урана и свинца в минералах. Минеральной раствор кипятят (1), собирают выделившийся газ радон (2), количество которого (в силу своей радиоактивности он приводит к ионизации воздуха) оценивается с помощью электроскопа (3). В 1910 году британский геолог Артур Холмс (Arthur Holmes) установил соотношение урана и свинца (U/Pb) для 17 различных минералов. Так удалось оценить возраст пород и показать, что свинец - стабильный продукт распада урана. Холмс выделял минералы из горных пород и сплавлял их с бурой в платиновом тигле, а полученную стекловидную массу растворял в разбавленной соляной кислоте. После кипячения раствора и отстаивания в закупоренной колбе радон собирался в газгольдер , его количество оценивалось с помощью электроскопа , реагирующего на радиоактивность. Известная скорость распада урана в радон позволяла оценить количество урана. Свинец анализировали при помощи тонкой химической процедуры, пока накапливался радон. Чтобы удостовериться в правильности результатов, эксперимент повторяли до пяти раз. Однажды Холмсу пришлось отбросить все данные и начать сначала, потому что радон просочился в комнату, исказив результаты эксперимента. Соотношение U/Pb в изученных минералах в среднем оказалось равным 0,045 - возраст пород был оценен в 370 млн лет. Кроме того, соотношение U/Pb последовательно менялось с изменением возраста пород, что свидетельствовало о надежности уран-свинцового метода датировки. Этот метод в конечном счете и послужил основой для современной оценки возраста Земли. |
| Ключевой эксперимент |
В 1907 году американский химик Бертрам Болтвуд (Bertram Borden Boltwood) изучил породы, содержащие уран. Он заметил, что наряду с гелием в них содержалось большое количество свинца, и предположил, что свинец может быть конечным продуктом в цепочке распада урана. А Холмс, в свою очередь, понял, что если прав Болтвуд, то возраст породы можно получить, измеряя содержание в ней свинца, а не гелия. Тем самым определялось, какая доля урана успела распасться за время существования объекта - с момента кристаллизации в нем минералов. Ученый решил это попробовать. Зимой 1910 года он проанализировал содержание урана и свинца в 17 минералах (см. врезку «Ключевой эксперимент»).
Полученные результаты позволили Холмсу прийти к выводу, что свинец - действительно конечный продукт распада урана и что теперь наконец найден надежный метод оценки возраста пород (в разных вариациях он используется до сих пор). Самая древняя порода в исследованных образцах имела возраст 1,64 млрд лет, а Земля должна была быть еще старше. Однако эти результаты приняли в штыки большинство геологов, которые доверяли Кельвину и полученным им цифрам.
 |
|
Уильям Томсон, лорд Кельвин (1824-1907)
Британский физик и математик из университета Глазго. Считал работу, посвященную определению возраста Земли, своим важнейшим вкладом в науку. Фредерик Содди (1877-1956)
Альфред Нир (1911-1994)
Артур Холмс (1890-1965)
Клэр Паттерсон (1922-1995)
|
| Действующие лица |
Прогресс шел медленными темпами, а открытие изотопов Фредериком Содди в 1913 году всё лишь усложнило. В то время единственным способом отличить один изотоп от другого было получение их атомных масс, и лишь несколько лабораторий в мире могли справиться с этой задачей. Кроме того, Холмс понимал, что некоторое количество свинца, вероятно, присутствовало на Земле изначально. Он не мог определить, какой из изотопов свинца образуется в результате распада урана, а какой присутствовал на Земле с самого начала, поэтому его датировки не могли быть точными. ПРОБЫ И ОШИБКИ
В 1924 году Холмс стал профессором в Даремском университете (Великобритания), где продолжил работу по созданию «общей шкалы геологического возраста» и установлению возраста всей Земли. Помимо прочего, он попытался разработать и новые методы датировки. Хотя каждый метод изначально выглядел многообещающим, спустя какое-то время все они были признаны непригодными. Наконец в 1938 году молодой физик Альфред Нир (Alfred Nier), работавший с новым масс-спектрометром Гарвардского университета (США), попытался выделить все известные изотопы свинца (химический символ РЬ). Он быстро обнаружил три известных изотопа радиогенного происхождения (от распадавшихся урана и тория) - 206РЬ, 207РЬ и 208РЬ. А в конце спектра заметил еще один крошечный всплеск. Тогда и был наконец идентифицирован первичный изотоп 204РЬ - недостающий элемент в уран-свинцовой головоломке.
| ХРОНОЛОГИЯ |
|
1775
Жорж-Луи Бюффон вычисляет возраст Земли, нагревая железные сферы, засекая время, за которое они остывают и экстраполируя эти результаты на размеры планеты. Получается 74 832 года. 1862 Лорд Кельвин считает, что Земля возникла как расплавленный шар 20-400 млн лет назад. Затем он уточняет это значение и получает 20-40 млн лет. 1902 Эрнест Резерфорд и Фредерик Содди объясняют суть радиоактивного распада. Два года спустя Резерфорд впервые датирует возраст породы с помощью радиоактивного распада. Получается 40 млн лет. 1911 Артур Холмс развивает уран-свинцовый метод датирования и выясняет, что Земля старше 1,64 млрд лет. Два года спустя Содди открывает ранее неизвестные изотопы свинца, что позволяет значительно улучшить точность метода. 1946 После открытия Альфредам Ниром породы возрастом 2,48 млрд лет Холмс использует его данные для разработки модели расчета возраста Земли, с помощью которой получает значение 3,015 млрд лет. 1956 Клэр Паттерсон оценивает содержание свинца в пяти метеоритах, упавших на Землю, что позволяет найти современное значение для возраста Земли, Луны и метеоритов. Оно равно 4,55 ± 0,07 млрд лет. |
| ХРОНОЛОГИЯ |
Нир занялся разработкой геохронологической шкалы времени. Перед Второй мировой войной он провел серию очень точных экспериментов, позволивших определить возраст 2S разных пород из различных геологических формаций. Возраст одного из исследованных минералов, пегматита из Манитобы, был оценен в 2,48 млрд лет. Заинтересовавшись результатами Нира, Холмс написал ему в мае 1945 года (после того как тот закончил свою работу в Манхэттенском проекте по созданию атомной бомбы, в котором тогда принимали участие очень многие американские физики).
По мнению Холмса, работа Нира представляет «огромный интерес не только потому, что показала, что старейшие породы пока не найдены». Она, как он считал, интересна еще и вот чем: «...полученное значение дает знать, что современные представления о расширяющейся Вселенной нуждаются в пересмотре».
К тому времени американский астроном Эдвин Хаббл (Edwin Hubble) определил, что возраст Вселенной составляет лишь 1,8 млрд лет. А ведь данные Нира показывали, что это не может быть истиной - вся Вселенная не моложе Земли. Холмс предсказал, что данные Нира еще помогут уточнить возраст Земли. Он же приобрел одну из первых вычислительных машин для завершения сложных вычислений и вновь обратился к Ниру 16 февраля 1946 года, написав, что возраст Земли должен быть в районе 3 млрд лет и что лучший набор данных приводит его к значению 3,015 млрд лет.
К началу 1950-х годов метод уран-свинцовых изотопов для датировки пород наконец стал общепризнанным. Но Холмс
был уже нездоров и отошел от исследований, предоставив следующему поколению продолжить его поиски. По мере
усовершенствования технологии другой американский исследователь, Клэр Паттерсон (Claire Patterson), сумел выявить
исчезающе малые количества свинца в железных метеоритах.
Преимущество выбора именно железных метеоритов в том, что содержание урана в них незначительно, поэтому
любой первичный свинец не загрязнен свинцом радиогенного происхождения. Паттерсон сообразил, что если Земля
(согласно предположениям астрономов) была сформирована в то же время, что и Солнечная система, то можно использовать данные
по количеству первичного свинца, выделенного из метеоритов, для определения текущего возраста Земли.
| НАДО ЗНАТЬ |
|
Изохрона
Если все образцы пород оказываются на одной линии (изохроне) на диаграмме изотопных отношений, то все они образовались в одно время. Наклон линии дает возраст породы. Изотоп Химически идентичные атомы любого элемента, содержащие разное число нейтронов в ядре. Сумма нейтронов и протонов дает атомную массу изотопа. Нестабильный изотоп 238U распадается на стабильный изотоп 206РЬ с периодом полураспада 4,47 млрд лет (ряд радия). Масс-спектрометр Инструмент, осуществляющий разделение ионизированных частиц вещества (молекул и атомов) по их массам. Принцип действия основан на влиянии магнитных и электрических полей на пучки ионов, летящих в вакууме. Пегматит Крупнозернистая магматическая горная порода. Формируется у края магматического очага во время финальной стадии кристаллизации. Он часто содержит минералы, которые подходят для датировки. Радиоактивный распад Спонтанное изменение состава нестабильных атомных ядер путем испускания частиц или ядерных фрагментов. Образовавшееся в результате дочернее ядро в некоторых случаях также оказывается нестабильным и через некоторое время может распасться. |
| НАДО ЗНАТЬ |
Следующие три года Паттерсон провел в попытках это подтвердить. В 1956 году ему удалось наконец показать, что Земля, планеты и метеориты имели общее начало. Он проанализировал содержание свинца в пяти метеоритах и выяснил, что соотношения их изотопов легли на прямую линию (изохрону), которая и дала возраст 4,55 ± 0,07 млрд лет. Кроме того, образцы с Земли (а позже и Луны) легли на эту линию, то есть Земля и метеориты сформированы примерно в одно время из одного солнечного вещества около 4,5 млрд лет назад. Так ровно через 300 лет после Ашшера (умершего в 1656 году) истинный возраст Земли был наконец установлен.
Прошло много времени с той поры, как появилась Земля. Причем по научной точке зрения и по библейским учениям данные о возрасте нашей планеты совершенно не совпадают. Так сколько Земле лет по Библии? Рассмотрим более подробно.
История сотворения мира
По событиям, о которых рассказывается в Библии, можно вычислить ее возраст.
В результате возраст Земли по Библии 6 108 лет (до 2017 года).
Из Библии мы детально узнаем обо всем, что происходило на Земле с первого дня ее сотворения. Читая и анализируя эту священную книгу, мы все больше понимаем, что в ней собраны исторически верные данные.
Доказательством этому служат точные даты рождения и смерти людей, реальные события, которые происходили с указанием конкретных чисел.
- Бытие 5 раскрывает нам последовательность и продолжительность жизни Адама и его потомков. Всего этот период занимает 1 056 лет.
- Бытие 7 и 11 охватывают большой период от начала жизни Ноя и Всемирного потопа до появления на свет Авраама - 2 008 лет.
- Бытие 21 говорит о жизни Авраама и его сына Исаака - 2 108 лет.
- Бытие 25 и 26 детально показывают нам время от рождения Иакова до похода его в египетские земли. Земле уже насчитывается 2 298 лет.
- Бытие 47 повествует о жизни в Египте и уходе из этой страны - 2 298 лет.
- Книга Исход (глава 12) ведет нас к возведению храма. Это уже 3 208 лет.
- Книга царств (глава 6) завершает этот период времени пленением вавилонян и останавливается на 3553 г.
Начинается эра, которая ознаменовалась появлением, распятием и воскрешением Иисуса Христа. Мы знаем, что Иисус начал свое служение, когда ему было 30 лет, а завершил его в 33 года. События этого времени также расписаны в хронологическом порядке:
Разные версии летоисчисления
Человечество с давних времен волнует вопрос о сотворении мира. Как появилась Земля, сколько ей лет? Всего в мире насчитывается 3 основных теории: философская, библейская и научная. Какую из этих позиций выбрать и какой верить, должен решить каждый самостоятельно. Но наука и философия ограничены разумом и не могут пойти дальше математических размышлений. Это всего лишь научная фантастика, не более того. Возраст Земли по этим двум версиям составляет 4,5 млрд лет, с чем в корне не согласны сторонники библейской версии.
Божественная теория основывается на документе, имя которому Библия. Именно здесь можно узнать конкретные числа и годы. Стоит отметить, что этой теории придерживаются известные ученые: Сергей Головин, Карл Бах и Генри Геллей.
Если перестать верить в Библию, можно сказать, что наши представления о вере также неверны. Правильно ли это?
Янв 11 2014
Сколько лет Земле? Ученые считают, что Земле 4540000000 лет. Так совпало, что это тот же самый возраст, как и у остальных планет в Солнечной системе, а также у Солнца. Конечно, это не совпадение, а Солнце и планеты все образовались вместе с диффузным облаком водорода миллиарды лет назад.
В начале Солнечной системы, все планеты, образованные в солнечной туманности; остатки, оставшиеся от формирования Солнца. Мелкие частицы пыли, собранные вместе в больших и малых объектах - галька, камни, валуны, и т.д. - пока не возникло много планетоидов в Солнечной системе. Эти планетоиды столкнулись вместе и в конце концов собрались вместе, чтобы стать размером с Землю.
В какой-то момент в ранней истории Земли, астероид размером с Марс врезался в нашу планету. В результате столкновения отправлено мусора на орбиту, что в конечном итоге образовало Луну.
Как ученые знают, что Земле 4540000000 лет? Это на самом деле трудно сказать, с поверхности планеты только, так тектоника плит постоянно перекраивает её поверхность. Старые части поверхностного слоя под новыми пластинами, чтобы быть переработаны в ядре Земли. Наиболее древние породы когда-либо найденные на Земле, имеют возраст 4,0 - 4,2 млрд. лет. Ученые предполагают, что весь материал в Солнечной системе формировался в то же время. Различные химические вещества, в частности радиоактивные изотопы, были сформированы вместе. Поскольку они распадаются с очень известной скоростью, эти изотопы могут быть измерены, чтобы определить, как долго элементы существовали. И, изучая различные метеориты из разных мест в Солнечной системе, ученые знают, что различные планеты в одно и то же время возникли.
Неудачные методы расчета возраста Земли
нашей текущей, точный метод измерения возраста Земли приходит в конце длинной серии оценок, сделанных на протяжении истории. Умные ученые обнаружили особенности взаимодействия между Землей и Солнцем, которые изменяются с течением времени, а затем рассчитывается, сколько лет назад планета Земля возникла. К сожалению, все расчёты имели недостатки по различным причинам.
Снижение уровня моря - Бенуа де Майе, французский антрополог, который жил с 1656-1738 и догадался (ошибочно), что окаменелости в высокогорных означало Земля была когда-то покрыты большим океаном. Этот океан испарился 2 млрд. лет назад до текущего уровня моря. Ученые отказались от этой теории, когда они поняли, что уровень моря естественно поднимаются и опускаются.
Охлаждение Земли - Уильям Томпсон Уильям Томпсон, позже известный как лорд Кельвин, предполагал, что Земля когда-то была расплавленным каменным шаром с той же температуре Солнца, а затем была охлаждения до сих пор. Исходя из этих предположений, Томпсон подсчитал, что Земля образовалась где-то между 20 и 400 миллионов лет, чтобы охладить её до текущей температуры. Конечно, Томпсон сделал несколько неточных предположений, о температуре Солнца (это действительно 15 миллионов градусов Кельвина по своей сути), температура на Земле (с его расплавленного ядра) и как Солнце состоит из водорода и Земли из камня и металла.
Охлаждение Солнца - В 1856 году немецкий физик Герман Людвиг Фердинанд фон Гельмгольц попытался вычислить возраст Земли путем охлаждения Солнца. Он подсчитал, что Солнце заняло бы 22 млн лет конденсироваться до своих нынешних диаметра и температуры от диффузной облака газа и пыли. Хотя это было неточным, Гельмгольц правильно определил, что источник тепла Солнца был обусловлен гравитационным сжатием.
Рок Эрозия - В своей книге Происхождение видов путем естественного отбора, Чарльз Дарвин предположил, что эрозия месторождений мела может позволить для расчета минимального возраста планеты. Дарвин оценил, формирование мела в Пустоши регионе Англии, возможно, приняли 300 миллионов лет, чтобы сформировалась погода в её нынешнем виде.
Луна
Орбита луны - Джордж Дарвин, сын Чарльза Дарвина, догадался, что Луна, возможно, были сформированы из Земли, и дрейфовала в её текущее местоположение. Теория деления предложил быстрое вращение Земли вызвало кусок планеты вращаться в пространство. Дарвин подсчитал, что он принял Луну по крайней мере 56 миллионов лет, чтобы достичь своей текущее расстояние от Земли. Теперь мы знаем, что Луна, вероятно, образуется, когда объект размером с Марс врезался в миллиарды земных лет назад.
Соленость океана - В 1715 году знаменитый астроном Эдмунд Галлей предложил, что соленость океанов может быть использована для определения возраста планеты. Галлей отметил, что океаны и озера, питаемые потоками постоянно получают больше соли, которые затем застревают вокруг, как вода испарилась. Со временем вода будет выделять соль, позволяя оценить, как долго этот процесс продолжается уже. Различные геологи использовавшие этот метод догадались, что Земля образовалась между 80 и 150 миллионов лет. Этот метод был испорчен, потому что ученые не понимали, что геологические процессы извлечения соли из воды, не предоставляют достоверных данных.
Радиометрического датирования Обеспечивает точный метод, чтобы знать возраст Земли
в 1896 году, французский химик А. Анри Беккерель открыл радиоактивность, процесс, в котором распадаются материалы в другие материалы, высвобождая энергию. Геолог понял, что внутренняя часть Земли содержит большое количество радиоактивного материала, и это будет основа для расчёта возраста Земли. Хотя это открытие показало недостатки в предыдущих методов расчета возраста Земли, это при условии, новый метод: радиометрического датирования
Геологи обнаружили, что радиоактивные материалы распадаются на другие элементы с очень предсказуемой скоростью. Некоторые материалы распадаются быстро, в то время как другие могут принять миллионы или даже миллиарды лет, чтобы достичь полного распада. Эрнест Резерфорд и Фредерик Содди, работая в Университете Макгилла, определил, что половина любого изотопа радиоактивного элемента распадается на другой изотоп при наборе скорости. Например, если у вас есть определенное количество тория-232, половина из него будут распадаться более миллиарда лет, а затем половины этой суммы будет распадаться еще через миллиард лет. Это источник термина «период полураспада». Измеряя периоды полураспада радиоактивных изотопов, геологи смогли построить таблицу измерения, которая позволяют им точно вычислить возраст геологических образований, в том числе Земли. Они использовали распад урана и различных изотопов свинца. Измеряя количество трех различных изотопов свинца (Pb-206, Pb-207, и Pb-208 или Pb-204), геологи могут подсчитать, сколько урана изначально в образце материала.
Если Солнечная система формируется из общего пула материи, с равномерно распределенными Pb изотопов, то все объекты из этого пула материи должны показать одинаковое количество изотопов. Кроме того, с течением времени, количества Pb-206 и Pb-207 изменится, потому как эти изотопы конечные продукты распада урана. Это делает количество свинца и изменения урана. Чем выше коэффициент урана к свинца в скале, тем больше значения Pb-206/Pb-204 и Pb-207/Pb-204 изменится со временем. Теперь, если предположить, что источником Солнечной системы также равномерно распределены с изотопов урана, то можно нарисовать линию данных, показывающий участок свинцово-на-урана и, по наклону линии, количество времени, которое прошло с момента бассейн материи стал разделены на отдельные объекты могут быть вычислены.
Бертрам Boltwood применил этот метод датирования до 26 различных образцов горных пород, и обнаружил, что они были сформированы между 92 и 570 миллионов лет, и дальнейшие уточнения к технике дал возраст между 250 млн. до 1,3 млрд. лет.
Геологи отправляются исследовать Землю, в поисках самых старых горных формирований на планете. Старейшая поверхность скалы находится в Канаде, Австралии и Африки, возраст от 2,5 до 3,8 млрд. лет. На самых старых скалах был обнаружен в Канаде в 1999 году, и, по оценкам, чуть более 4 млрд. лет.
Это позволило установить минимальный возраст для Земли, но благодаря геологических процессов, таких как выветривания и тектоники плит, она все еще может быть старше.
Метеориты как окончательный ответ на возраст Земли
Проблема с измерения возраста горных пород на Земле в том, что планета находится под постоянным геологическим изменением. Тектоника плит постоянно перерабатывает части Земли, смешивая их и навсегда скрывая самые старые регионы планеты. Но если предположить, что все в Солнечной системе, образованной в то же время, метеориты в космосе были не зависит от погодных условий и тектоника плит здесь, на Земле.
Геологи использовали эти древние предметы, например, метеориты Каньона Дьябло (фрагментов астероида, что повлияло на Barringer кратера), как способ, чтобы узнать истинный возраст Солнечной системы, и, следовательно, Земли. С помощью системы радиометрического датирования этих метеоритов, геологи смогли определить, что Земле 4540000000 лет в погрешностью около 1%.
Раковинный известняк.
Если в какой-то местности часто попадаются окаменевшие раковины или остатки морских животных, это определенно говорит о том, что здесь, на равнине когда-то было море, и даже очень теплое.
По берегам этого теплого моря росла богатейшая тропическая растительность. На небольших глубинах гнездились колонии теплолюбивых кораллов, а на морских просторах носились хищные прожорливые акулы и такие допотопные чудовища до 13 метров длины, которые сочетали в себе признаки рыбы, дельфина и крокодила. Может быть, кому-то и посчастливится найти позвонок этого чудовища в черных глинах глубоких оврагов где-нибудь в вашей местности.
Окаменевшие раковины и другие остатки морских организмов находят часто на высоких горах. Как они туда могли попасть? Неужели моря некогда покрывали даже вершины гор? Неужели был когда-нибудь всемирный потоп? Совсем нет: остатки древнейших организмов залегают не сверху, не на поверхности, а в самой толще породы, слагающей горы.
Море и суша
на протяжении долгой истории Земли неоднократно менялись местами
. Менялись очертания материков и океанов. Происходили и более потрясающие изменения.
Море и суша менялись местами.
Это еще раз говорит о том, что не только неоднократно суша и море менялись местами, но происходили еще и более глубокие изменения, когда дно древнего моря сминалось в складки, и на тех просторах, где некогда ходили волны, возникали горы и вулканы, извергавшие потоки лавы.
Так было, например, в далеком прошлом Урала и Кавказа. Неузнаваемо менялся . Большие изменения происходили в растительном и животном мире.
Развитие растительного и животного мира
Изучение геологического возраста Земли убеждает нас в том, что, судя по сохранившимся следам на камне, судя по ископаемым остаткам, растительный и животный мир развивался очень медленно, (подробнее: ). В своем развитии от простейших организмов до человека он прошел сложный путь. Действительно, вся природа, начиная от песчинки и кончая Солнцем, начиная от простейшего первичного организма и кончая человеком, находится, как говорят ученые,в вечном возникновении и уничтожении, в непрерывном течении, в неустанном движении и изменении.Ценнейший вклад в познание жизни Земли внес гениальный сын великого русского народа - Михаил Васильевич Ломоносов. Еще свыше двухсот пятидесяти лет назад он убежденно говорил о том, что в природе всегда происходили
великие перемены, происходят они и ныне, и едва ли когда перестанут.Но как все-таки узнать, как давно совершались те или иные геологические события? Узнать это можно и даже довольно точно.
Определение геологического возраста Земли
Определяя геологический возраст Земли , или геологическую давность тех или иных событий из жизни Земли всегда надо исходить из того, что процессы, происходящие на поверхности Земли и в ее недрах, совершались и раньше. Дождевые потоки также размывали рыхлые породы, способствуя росту оврагов, происходили опустошительные наводнения. Земля неоднократно содрогалась от разрушительных землетрясений. Из расколов изливались мощные потоки лавы, застывшие потом сплошным покровом на Деканском полуострове, в Восточной Сибири, в Западных штатах Америки, в Исландии и на многих других территориях. Отдельные примеры помогают уверенней заглянуть в прошлое Земли. Река выносит в море песок, глину, ил, иногда в огромных количествах. Этот материал оседает как в устье реки, постепенно образуя ряд островов, составляющих ее дельту, так и уносится далеко в море. Определив количество осадка, содержащегося в одном кубическом метре речной воды, а также вычислив, сколько кубических метров воды ежегодно в среднем выносит река, нетрудно подсчитать и общий объем осадков, накопившихся в устье реки за тот или иной промежуток времени. Нахождение в прибрежных морских отложениях каких-либо исторических предметов (например, древнее оружие, монеты, части погибших кораблей и т. д.) дает некоторые указания для определения возраста данной толщи осадков. Определить время образования всей толщи породы помогает слоистость осадка. На дне соленых озер, например Баскунчака, ежегодно осаждается слой соли, который отделяется от прошлогоднего тонкой прослойкой весеннего ила. При бурении залежей соли обнаруживается масса таких прослоек ила. Подсчитав их, нетрудно определить и время образования залежей. На одном месторождении соли была заложена буровая, которая, не дойдя до дна залежи, дала десять тысяч прослоек. Следовательно, для образования только пройденной толщи потребовалось не менее 10 тысяч лет. Иногда мерилом времени может служить, например, толща наносов, похоронившая под собой те или иные исторические сооружения. Так, знаменитые постройки, возведенные в Египте фараоном Рамзесом II, жившим около 3000 лет тому назад, засыпаны трехметровой толщей песка. Иначе говоря, образование наноса шло со скоростью одного метра в тысячелетие. Накопление морских осадков совершается значительно медленнее: для образования пласта мощностью в один метр требуется приблизительно 7000 лет.
Осадочные породы.
Общий же возраст всей толщи осадочных пород земной коры, которая, правда, нигде не сохранилась полностью, может быть принят, по предложениям ученых, за два миллиарда лет.
Возраст Земли
Очень различны результаты определения . И только в наше время, на протяжении приблизительно ближайшей четверти века ученым удалось подойти к разрешению этой сокровенной тайны природы, однако совсем иным путем. Существуют в природе такие вещества, которые превращают любую горную породу, их содержащую, действительно в волшебные часы с заводом на миллиарды лет. И словно заглянув в такой чудесный камень, мы можем определить запечатленное им время и сказать, когда он образовался. Таким замечательным веществом является химический элемент уран , который в продолжение многих сотен миллионов лет самопроизвольно превращается в свинец. Средняя продолжительность жизни урана - 8 миллиардов лет. За этот долгий срок он превращается в урановый свинец, который ученый-специалист легко отличит от обыкновенного свинца. Зная, сколько свинца выделяется из одного грамма урана в год (а это физикам хорошо известно), и определяя, какое количество уранового свинца приходится на один грамм урана в данной горной породе (это точно подсчитают химики), можно определить и время образования самой породы, т. е. ее возраст. Эти исследования производятся посредством особо чувствительной сложной аппаратуры. С помощью ее удалось установить, что породы одного из районов Карелии образовались свыше миллиарда семисот миллионов лет назад. Исследования ученых других стран обнаружили еще более древние породы - свыше двух миллиардов лет. Можно полагать, что земной коре около трех миллиардов лет. Формирование земной коры - начало геологического летосчисления. Общий же возраст Земли определяется современной наукой не меньше, чем в пять миллиардов лет. Внимательно наблюдая геологические процессы, совершающиеся на наших глазах, мы действительно убеждаемся в тех изменениях, которыеныне происходят и едва ли когда перестанут,как писал об этом вдумчивый исследователь природы Ломоносов. Ему по праву принадлежит одно из первых мест в создании научных основ геологии, науки которой подвластно исследование земных недр в поисках полезных ископаемых и определить геологический возраст Земли.
История Земли запечатлена на ее камнях. В таких местах, как Большой Каньон, вода, разрушающая его стены, обнажает слои скал, из которых эти стены сформировались.
Поскольку старые слои лежат под новыми, геологи могут получить некоторое представление о том, как складывалась земная кора. Но знание того, что глубоко лежащие слои старше, ничего не говорит нам о том, каков их абсолютный возраст, то есть, сколько им лет.
Как раньше вычисляли возраст Земли?
Ученые 19 века пытались вычислить возраст Земли, основываясь на сроках формированиях горных пород в новейшее время. Но они могли только гадать. Согласно их результатам, возраст нашей планеты колеблется от 3 миллионов лет до 1,5 миллиарда лет. Разброс в 500 раз, такой результат нельзя, конечно, назвать точным. Естественно, требовался другой способ. Ученым хотелось найти такие часы, которые, будучи заведенными в момент творения, продолжали бы идти до нашего времени. Посмотрев на такие часы, можно было бы точно указать возраст Земли.
С помощью чего можно точно вычислить возраст Земли?
И оказалось, что такие часы существуют: в скалах, деревьях и в океанических глубинах. Эти естественные часы - радиоактивные элементы, которые с течением времени распадаются с образованием других элементов. Определение возраста скал или окаменелостей с помощью радиоактивных элементов получило название радиометрического датирования. В единицу времени распадается строго определенная часть радиоактивного материала. Эта доля не зависит от массы исходного радиоактивного вещества.
Радиоуглеродный метод
Возьмем для примера радиоуглеродный метод. В его основе лежит тот факт, что живые организмы поглощают из воздуха и воды как обычный углерод-12, так и его радиоактивный изотоп - углерод-14. Допускают, что соотношение двух этих изотопов в воде и воздухе остается постоянным.
Именно в таком соотношении изотопы углерода содержатся в живых организмах. Когда организм прекращает свое бренное существование, то по прошествии многих лет, количество обычного углерода в его останках остается таким же, каким оно было в момент смерти, а радиоактивный изотоп распадается (углерод- 14). Этот изотоп распадается наполовину в течение 5730 лет. Так что по измерению соотношения двух изотопов углерода в останках когда-то жившего организма ученые могут установить возраст этих останков.
Интересный факт: радиоактивные элементы могут служить естественными часами, потому что радиоактивный распад подчиняется строгим временным закономерностям.
Проверка результатов
Конечно, ни один из способов датировки не может считаться полностью надежным. Поэтому геологи для верности исследуют несколько радиоактивных элементов, например уран или торий в дополнение к углероду-14. Ученые проверяют свои результаты, проводя дублирующие тесты с разными радиоактивными изотопами на одном и том же материале. Иногда два метода дают разные результаты. Например, геологи взяли для исследования пробы кораллового рифа у берегов Барбадоса.
Измерили содержание углерода, а так же урана и тория. Если коралл «молод», то есть не старше 9000 лет, то все методы дают одинаковые результаты. Но если коралл оказался старше, то результаты могут быть не однозначными. Уран-ториевый метод установил возраст коралла 20000 лет, а углеродный - толь ко 17000 лет. В чем причина столь большой разницы? И какой метод более точен? Ученые считают, что уран-ториевый метод метод более точен, потому что радиоуглеродный метод и раньше давал не однозначные или вовсе сомнительные результаты.
Надежность методов измерения возраста
Метод радиометрического датирования не является абсолютно надежным. Поэтому ученые исследуют два различных радиоактивных элемента одного и того же материала. Причина может заключаться в том, что, например, в последние годы содержание углерода-14 в атмосфере увеличилось, а значит, оно могло меняться в ту или другую сторону и в прошлом. Если отношение углерода-14 к углероду-12 менялось, то радиоуглеродный метод не может надежно определить возраст останков древних организмов, так как он основан на том, что содержание радиоактивного угле рода в атмосфере и воде остается без изменения.
Возраст Земли, Луны и Солнечной системы
Период полураспада урана 4,5 миллиарда лет. Измерения возраста некоторых скальных пород Земли уран-ториевым методом показали, что им около 3,8 миллиарда лет. Как узнать, насколько раньше образовалась наша планета? Исследуя образцы лунного грунта, доставленные астронавтами из лунной экспедиции, ученые нашли, что их возраст около 4,6 миллиарда лет, так же как и возраст метеоритов, прилетевших на Землю из близко лежащих областей Солнечной системы. Поэтому ученые полагают, что вся Солнечная система, включая Луну и Солнце, образовалась приблизительно 4,6 миллиарда лет назад.
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
