При чем здесь метеориты, Луна и химические элементы?
Когда ученых спрашивают о возрасте Земли, они называют одну и ту же цифру: 4,54 миллиарда лет с погрешностью около 50 миллионов.
Что особенно удивительно, эта оценка была получена еще в середине 1950-х годов и с тех пор практически не изменилась. За прошедшие десятилетия наука сделала огромный технологический рывок, однако итоговое число выдержало все проверки
Как же удалось так точно определить возраст нашей планеты и почему эта цифра оказалась столь устойчивой?
Подпишитесь, чтобы не пропустить интересные статьи: (статьи каждый день)
Как пытались узнать возраст Земли до XX века
Поиски ответа начались задолго до появления современной науки. В античности философы, включая Аристотеля, рассматривали мир как вечный и неизменный. В их представлении у времени не было начала, а значит, и Земля существовала всегда.
В Древней Индии формировались иные взгляды. Местные мыслители описывали Вселенную как систему бесконечных циклов рождения, расширения и разрушения. В рамках этих моделей были получены поразительно крупные оценки, согласно которым возраст Земли мог достигать почти двух миллиардов лет. Для своего времени это были чрезвычайно смелые идеи.
Средневековая Европа придерживалась совсем другого подхода. Богословы пытались вычислить дату сотворения мира, опираясь на буквальное толкование библейских текстов. Они сопоставляли родословные и события Священного Писания, получая результаты от 5500 до 7500 лет. Эти представления долгое время считались непреложной истиной.
Ситуация начала меняться в XVIII–XIX веках с развитием геологии и естественных наук. Ученые стали опираться на наблюдения и измерения. Одни оценивали время, за которое раскаленная Земля могла остыть до нынешнего состояния.
Другие подсчитывали скорость накопления осадочных пород или пытались определить, сколько времени потребовалось океанам, чтобы стать солеными. Полученные значения колебались от десятков до сотен миллионов лет. Они указывали на древность планеты, но не давали точного и надежного ответа. Науке явно не хватало нового инструмента.
Как появился радиометрический метод
Переломным моментом стало открытие радиоактивности на рубеже XIX и XX веков. Ученые выяснили, что радиоактивные изотопы распадаются с постоянной скоростью, превращаясь в стабильные элементы. Это свойство сделало их идеальными природными часами.
Суть метода проста. Если измерить в образце горной породы соотношение исходного радиоактивного изотопа и продукта его распада, можно вычислить время, прошедшее с момента образования этой породы. Главное условие — точно знать период полураспада изотопа.
Первые эксперименты, проведенные в начале XX века американским ученым Бертрамом Болтвудом и другими пионерами радиохимии, дали ошеломляющие результаты. Возраст пород исчислялся сотнями миллионов и даже миллиардами лет. Радиометрическое датирование быстро совершенствовалось и со временем стало основным инструментом геохронологии.
Надежность метода получила дополнительное подтверждение в эпоху космических исследований. Анализ образцов лунного грунта, доставленных миссиями «Аполлон», показал, что возраст древнейших пород Луны близок к оценкам возраста Земли. Это стало веским аргументом в пользу общего происхождения тел Солнечной системы.
Как удалось определить точный возраст Земли
Несмотря на успехи радиометрии, установить точный возраст Земли оказалось непросто. Проблема заключалась в том, что самые древние земные породы постоянно перерабатываются тектоническими процессами, переплавляются и разрушаются. Поэтому они не сохраняют информацию о самом начале истории планеты.
Выход нашел американский геохимик Клэр Паттерсон. Он пришел к выводу, что искать ответ нужно за пределами Земли. Его внимание привлекли метеориты, которые считаются остатками протопланетного диска, из которого сформировалась Солнечная система.
Особый интерес представлял железный метеорит Каньон Дьяволо, обладавший крайне примитивным и почти неизмененным составом. Измерив изотопный состав свинца в этом и других метеоритах, Паттерсон в 1953 году получил возраст около 4,5 миллиарда лет.
Эта дата соответствовала моменту формирования твердых тел Солнечной системы, включая зачаток Земли, из вращающегося облака газа и пыли.
Любопытно, что сам Паттерсон не считал свое открытие сенсацией. По его воспоминаниям, публикация прошла почти незамеченной. Однако по мере накопления новых данных оценка лишь незначительно уточнялась, пока не закрепилось современное значение в 4,54 миллиарда лет.
Почему данные метеоритов и Луны подтверждают возраст Земли
Современная наука рассматривает Землю как часть единой планетарной системы. Считается, что Солнце, планеты, астероиды и кометы сформировались практически одновременно из одного протопланетного облака около 4,6 миллиарда лет назад.
Древнейшие метеориты являются обломками астероидов, которые никогда не подвергались плавлению. Они сохранили первичный материал Солнечной системы. Их радиометрический возраст указывает на момент образования первых твердых тел.
Лунные породы подтверждают эту картину. Согласно гипотезе гигантского столкновения, Луна образовалась вскоре после рождения Земли из вещества, выброшенного при ударе крупного космического тела. Поэтому датировка лунных образцов задает нижнюю границу возраста нашей планеты.
Таким образом, цифра 4,54 миллиарда лет стала отправной точкой для всей дальнейшей истории Земли. От нее отсчитываются остывание планеты, формирование океанов, появление жизни и, в конечном итоге, возникновение человека, сумевшего восстановить хронологию собственного происхождения
Подпишитесь, чтобы не пропустить интересные статьи: (статьи каждый день)