Η ιστορία της Γης είναι αποτυπωμένη στις πέτρες της. Σε μέρη όπως το Grand Canyon, το νερό που καταστρέφει τους τοίχους του εκθέτει τα στρώματα του βράχου από τα οποία σχηματίστηκαν αυτά τα τείχη.
Δεδομένου ότι τα παλιά στρώματα βρίσκονται κάτω από τα νέα, οι γεωλόγοι μπορούν να πάρουν κάποια ιδέα για το πώς σχηματίστηκε ο φλοιός. Αλλά γνωρίζοντας ότι τα βαθιά στρώματα είναι μεγαλύτερα δεν μας λέει ποια είναι η απόλυτη ηλικία τους, δηλαδή πόσο χρονών είναι.
Πώς υπολογίσατε την ηλικία της γης;
Οι επιστήμονες του 19ου αιώνα προσπάθησαν να υπολογίσουν την εποχή της Γης, με βάση το χρονοδιάγραμμα των πετρωμάτων στη σύγχρονη εποχή. Αλλά μπορούσαν να μαντέψουν μόνο. Σύμφωνα με τα αποτελέσματά τους, η ηλικία του πλανήτη μας κυμαίνεται από 3 εκατομμύρια έως 1,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Η διασπορά είναι 500 φορές, ένα τέτοιο αποτέλεσμα δεν μπορεί, φυσικά, να χαρακτηριστεί ακριβές. Φυσικά, απαιτείται μια διαφορετική μέθοδος. Οι επιστήμονες ήθελαν να βρουν ρολόγια που, εάν τελειώσουν κατά τη στιγμή της δημιουργίας, θα συνεχίσουν να συνεχίζονται μέχρι την εποχή μας. Κοιτάζοντας ένα τέτοιο ρολόι, θα μπορούσε κανείς να δείξει με ακρίβεια την ηλικία της Γης.
Με τι μπορείτε να υπολογίσετε με ακρίβεια την ηλικία της Γης;
Και αποδείχθηκε ότι υπάρχουν τέτοια ρολόγια: σε βράχους, δέντρα και στα ωκεάνια βάθη. Αυτά τα φυσικά ρολόγια είναι ραδιενεργά στοιχεία που αποσυντίθενται με την πάροδο του χρόνου για να σχηματίσουν άλλα στοιχεία. Ο προσδιορισμός της ηλικίας των πετρωμάτων ή των απολιθωμάτων χρησιμοποιώντας ραδιενεργά στοιχεία ονομάζεται ραδιομετρική χρονολόγηση.Σε μια μονάδα χρόνου, ένα αυστηρά καθορισμένο μέρος του ραδιενεργού υλικού αποσυντίθεται. Αυτό το κλάσμα δεν εξαρτάται από τη μάζα της αρχικής ραδιενεργού ουσίας.
Μέθοδος ραδιοάνθρακα
Πάρτε ως παράδειγμα τη μέθοδο ραδιοανθρακικού. Βασίζεται στο γεγονός ότι οι ζωντανοί οργανισμοί απορροφούν τόσο τον συνηθισμένο άνθρακα-12 όσο και τον ραδιενεργό ισότοπο άνθρακα-14 από τον αέρα και το νερό. Ας υποθέσουμε ότι η αναλογία αυτών των δύο ισοτόπων στο νερό και τον αέρα παραμένει σταθερή.
Σε αυτήν την αναλογία τα ισότοπα άνθρακα βρίσκονται στους ζωντανούς οργανισμούς. Όταν το σώμα παύει να είναι ευπαθή, μετά από πολλά χρόνια, η ποσότητα του συνηθισμένου άνθρακα στα υπολείμματά του παραμένει η ίδια με εκείνη του θανάτου και το ραδιενεργό ισότοπο εξασθενεί (άνθρακας-14). Αυτό το ισότοπο αποσυντίθεται στο μισό εντός 5730 ετών. Έτσι, μετρώντας την αναλογία δύο ισοτόπων άνθρακα στα υπολείμματα ενός οργανισμού που ζούσε κάποτε, οι επιστήμονες μπορούν να προσδιορίσουν την ηλικία αυτών των λειψάνων.
Ενδιαφέρον γεγονός: Τα ραδιενεργά στοιχεία μπορούν να χρησιμεύσουν ως φυσικό ρολόι, επειδή η ραδιενεργή διάσπαση υπακούει σε αυστηρά χρονικά μοτίβα.
Έλεγχος αποτελεσμάτων
Φυσικά, καμία από τις μεθόδους γνωριμιών δεν μπορεί να θεωρηθεί απολύτως αξιόπιστη. Ως εκ τούτου, οι γεωλόγοι για την πιστότητα διερευνούν διάφορα ραδιενεργά στοιχεία, όπως το ουράνιο ή το θόριο εκτός από τον άνθρακα-14. Οι επιστήμονες επαληθεύουν τα αποτελέσματά τους πραγματοποιώντας διπλές δοκιμές με διαφορετικά ραδιενεργά ισότοπα στο ίδιο υλικό. Μερικές φορές δύο μέθοδοι δίνουν διαφορετικά αποτελέσματα.Για παράδειγμα, οι γεωλόγοι πήραν δείγματα κοραλλιογενών υφάλων στα ανοικτά των Μπαρμπάντος για να μελετήσουν.
Μετρήσαμε την περιεκτικότητα σε άνθρακα, καθώς και το ουράνιο και το θόριο. Εάν το κοράλλι είναι «νεαρό», δηλαδή όχι μεγαλύτερο από 9000 χρόνια, τότε όλες οι μέθοδοι δίνουν τα ίδια αποτελέσματα. Αλλά εάν το κοράλλι αποδείχθηκε παλαιότερο, τότε τα αποτελέσματα μπορεί να μην είναι σαφή. Η μέθοδος ουρανίου-θορίου καθόρισε την ηλικία των κοραλλιών ως 20.000 χρόνια, και ο άνθρακας μόνο 17.000 χρόνια. Ποιος είναι ο λόγος για μια τόσο μεγάλη διαφορά; Και ποια μέθοδος είναι πιο ακριβής; Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η μέθοδος ουρανίου-θορίου είναι πιο ακριβής, επειδή η μέθοδος ραδιοάνθρακα είχε προηγουμένως αποδώσει διφορούμενα ή ακόμη και αμφίβολα αποτελέσματα.
Αξιοπιστία των μεθόδων μέτρησης ηλικίας
Η μέθοδος ραδιομετρικών γνωριμιών δεν είναι απολύτως αξιόπιστη. Επομένως, οι επιστήμονες διερευνούν δύο διαφορετικά ραδιενεργά στοιχεία του ίδιου υλικού. Ο λόγος μπορεί να είναι ότι, για παράδειγμα, τα τελευταία χρόνια, η περιεκτικότητα σε άνθρακα-14 στην ατμόσφαιρα έχει αυξηθεί, πράγμα που σημαίνει ότι θα μπορούσε να αλλάξει κατά τη μία ή την άλλη κατεύθυνση στο παρελθόν. Εάν αλλάξει η αναλογία άνθρακα-14 προς άνθρακα-12, η μέθοδος ραδιοανθρακικού δεν μπορεί να προσδιορίσει αξιόπιστα την ηλικία των υπολειμμάτων των αρχαίων οργανισμών, καθώς βασίζεται στο γεγονός ότι το περιεχόμενο του ραδιενεργού άνθρακα στην ατμόσφαιρα και το νερό παραμένει αμετάβλητο.
Ηλικία της Γης, της Σελήνης και του Ηλιακού Συστήματος
Ο χρόνος ημίσειας ζωής του ουρανίου είναι 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Οι μετρήσεις της ηλικίας ορισμένων πετρωμάτων της Γης με τη μέθοδο ουρανίου-θορίου έδειξαν ότι είναι περίπου 3,8 δισεκατομμύρια ετών. Πώς να μάθετε πόσο νωρίς σχηματίστηκε ο πλανήτης μας; Εξερεύνηση δειγμάτων σεληνιακού εδάφους,που παραδόθηκαν από αστροναύτες από τη σεληνιακή αποστολή, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η ηλικία τους είναι περίπου 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια, καθώς και η ηλικία των μετεωριτών που έφτασαν στη Γη από στενές περιοχές του ηλιακού συστήματος. Επομένως, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι ολόκληρο το ηλιακό σύστημα, συμπεριλαμβανομένου του φεγγαριού και του ήλιου, σχηματίστηκε περίπου 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια πριν.