Способы определения возраста земли

Возраст планеты Земля

Длительное время в большинстве стран признавалась только теологическая теория создания мира, но с появлением современных методов исследования удалось приблизительно установить время формирования планеты и появления на ней жизни. По последним научным данным, возраст Земли составляет 4,5 млрд лет.

Методы определения возраста планеты

Существует несколько теорий, касающихся возраста планеты Земля, некоторые из них были разработаны в течение последних 100 лет. Развитие науки уже позволило опровергнуть многие из них. Лишь некоторые теории были обоснованы исследованиями.

Наиболее информативным способом определения возраста планеты является радиометрическое датирование. Исследование древних горных пород, выходящих на поверхность, позволило установить, что возраст некоторых из них составляет больше 4-4,5 млрд лет.

Менее точные данные позволяют получить методы исследования накопления солей в пластах и воде, изучение каньонов и горных цепей, а также Луны.

Радиометрическая датировка

В научном сообществе долгое время признавались данные о возрасте Земли, которые получил Кельвин. Этот ученый, основываясь на теории термодинамики, ошибочно предположил, что охлаждение расплавленной планеты до текущего состояния заняло около 20 тыс. лет.

Намного позже было выявлено, что в составе молодой планеты было высоко содержание радиоактивных изотопов, которые в процессе распада выделяли большое количество тепла, что не позволяло планете так быстро остыть.

Основываясь на явлении радиоактивного распада, молодой ученый А. Холмс создал свой метод определения возраста пород, в дальнейшем получивший название радиометрического датирования.

Для определения возраста пород вычисляется содержание в их составе продуктов распада следующих веществ:

Несмотря на то что данные радиоактивные изотопы начали распадаться сотни тысяч лет назад, сегодня в породах могут быть определены следы данного процесса. Наиболее простым и изученным является метод радиометрического датирования, предполагающий определение соотношение в породе урана и продуктов его распада.

Радиоактивные изотопы отличаются длительным периодом распада. Урану, чтобы распасться до образования свинца, требуется 200 тыс. лет. Наиболее древние породы были найдены в Канаде, Австралии и Южной Африке, их возраст составляет 4-4,5 млрд лет. Считается, что первичные базальтовые породы не сохранились.

Этим способом можно определить только минимальный возраст планеты, который в действительности может быть выше. Еще не выяснены все факторы, влияющие на скорость протекания радиоактивного распада, а также невозможно точно установить количество изотопов, присутствовавших в породах только сформировавшейся планеты, и ряд других условий.

Определение возраста по накоплению соли

Первую попытку определить возраст планеты по степени солености воды в мировом океане предпринял в 1715 г. Эдмунд Галлей. В дальнейшем появился еще ряд ученых, которые сочли эту теорию состоятельной.

Это предположение не учитывает период, который бы потребовался планете, чтобы остыть до состояния, необходимого для формирования земной коры.

Таким образом, исследование солености позволяет установить примерный возраст мирового океана, но наша планета может быть намного старше.

Согласно этой теории, изначально мировой океан был пресноводным. В дальнейшем потоки подземных вод и осадки вымывали из пород соли. Кроме того, растворению и накоплению солей в океане способствовало испарение.

Рассчитанный на основе этого предположения возраст мирового океана составляет от 90 до 350 млн лет. Эти результаты были опровергнуты при изучении пород и останков морских моллюсков, датированных более ранними периодами.

Возраст Земли по каньонам

Некоторые специалисты в качестве доказательства древности Земли обращают внимание на такие геологические формации, как каньоны. Наибольший интерес представляет Большой Каньон в США. На этом обширном плато река Колорадо за тысячи лет высекла впадины, достигающие глубины 1800 м. Однако данная формация не настолько древняя, как предполагали первые ее исследователи.

Предположительно, процесс образования каньона начался 5-6 млн лет назад. Считается, что в этот период из-за сдвига литосферной плиты и ряда других геологических явлений все это обширное плато было приподнято, при этом увеличился угол наклона течения реки по его поверхности, что ускорило эрозию почв, которые стали смываться в мировой океан.

Формированию каньона способствовало и то, что данное плато состоит из известняка, песчаника и сланцев. Эти слои пород мягкие, поэтому быстро разрушаются и вымываются рекой Колорадо. Процесс углубления каньона продолжается и сегодня.

Определение возраста планеты по Луне

Некоторые ученые устанавливают предположительный возраст нашей планеты по степени отдаленности Луны. Было выявлено, что на ранней стадии формирования Солнечной системы еще не успевшая остыть Земля столкнулась с другой планетой — Теей. В космос выбросило много обломков, из которых в течение относительного короткого времени сформировалось кольцо, а затем и спутник Земли — Луна.

Сначала она была намного ближе к Земле. Предположительно, Луна находилась на расстоянии в 22 тыс. км от поверхности планеты. В этот период сила ее тяготения провоцировала мегаураганы в первичных океанах, сформировавшихся на Земле. Отдаление спутника связано с тем, что магнитное поле нашей планеты постепенно ослабевает.

Наблюдения позволили выявить, что каждый год Луна удаляется примерно на 2-4 см. Сейчас спутник находится в 400 тыс. км от поверхности Земли. Основываясь на имеющихся данных, некоторые исследователи указывают, что Луна сформировалась 3,5-4,2 млрд лет назад.

Источник

Возраст нашей родной планеты Земля

Так как мы живём на нашей планете, то нас интересует всё, что с ней связано. И возраст Земли давно волнует человечество. Действительно, интересно когда и как образовалась планета и сама Вселенная.

За возраст Земли понимают время с момента возникновения планеты как отдельного космического тела.

Планета Земля

По данным современной астрономии возраст Земли равен 4,54 миллиарда лет. Эту цифру получили методом радиоизотопной датировки метеоритных элементов. Которые, стоит отметить, образовались ранее самих планет.

На основе изучения самых древних образцов земных и лунных компонентов. А также оценке возраста Солнечной системы.

Метод радиоизотопной датировки

Основу этого способа расчёта возраста объектов составляет определение доли распада радиоактивного изотопа. Который, разумеется, входит в состав рассматриваемого тела. Именно такая доля распада отражает время жизни объекта.

Таким образом учёные вычислили, что многие минералы старше миллиарда лет. Однако существуют такие мелкие частицы-кристаллы, которые по возрасту составляют около 4404 миллионов лет.

Серые гнейсы — древнейшая порода

При сравнении массы и светимости обьектов Солнечной системы, учёные пришли к выводу, что они не сильно старше данных кристаллов.

Более того, самые старейшие образцы из нашей системы, которые известны на данный момент, имеют возраст 4567 миллионов лет. Соответственно, столько же лет и самой системе. И эта же цифра является пределом возраста Земли.

Потому как все объекты нашей системы, в том числе и наш дом, образовались из одного диффузного облака.

Другие взгляды на возраст Земли

Разумеется, люди давно пытались определить сколько же лет нашей планете. Для этого применялись разные методы.

По правде говоря, существовало мнение о том, что планета изначально была полностью покрыта водой. Лишь со временем её снижение привело к возникновению того вида Земли, который мы знаем сейчас.

Кроме того, некоторые считали, что планета была раскалена как Солнце. А затем начала остывать.

Планета Земля 4 миллиарда лет назад

Помимо того, что возраст Земли пытались объяснить остыванием Солнца, были и другие способы определения. Например, искали связь с появлением Луны и жизненным путём нашей планеты. Но всё эти попытки не увенчались успехом. Вероятно, потому что не имели никакого смысла, или обоснований.

В вопросе какой на самом деле возраст Земли, не стоит забывать и религиозную сторону. В Библии, к примеру, много историй посвящёно возникновению мира.

Именно влияние религии притормозило оценку мироздания. Потому как по ней возникновение окружающего мира произошло в одно время с сотворением человека.

Вероятно, потребуется шесть тысяч лет, чтобы понять мир, созданный всего за шесть дней.

Однако сейчас мы знаем, что возраст Земли составляет 4, 5 миллиардов лет. Во многом определение жизни нашей планеты стало возможным благодаря полётами в космос и его исследованиям. Также важную роль сыграло развитие астрономии, географии и других наук.

Человек пытается понять и изучить Вселенную. Тем более родной дом интересен для него.

Человек в космосе

Вероятный конец Земли

Интересно, что сейчас учёные предсказывают гибель Земли. Действительно, многие из них предрекают кризис на Земле, к которому ведёт главным образом загрязнение планеты. К сожалению, конец Земли возможен. Ведь необходимо понимать, что её ресурсы не бесконечны. И человек является основателем данной проблемы.

Но есть вероятность и другого варианта. Как считают некоторые астрономы, к нам приближается гигантский астероид. И вероятно, он принесёт гибель планете.

Астероид

Источник

Возраст Земли

Историю нашей планеты можно изучать по камням. Наиболее отчётливо видно возраст Земли в местах, подобных американскому Гранд Каньону. Он образовался за счёт потоков воды, разрушивших его стены и обнаживших слои почвы, формировавшие эти скалы на протяжении многих сотен тысяч лет.
Проводя исследования одного слоя за другим, геологи могут сложить картину того, как происходило образование земной коры. Тем не менее, одно лишь знание, что более глубокие слои старше вышележащих, ничего не может сказать о том, сколько лет нашей Земле.

История вычислений возраста планеты

В древние времена не существовало различий между понятиями «возраст Земли» и «возраст Вселенной». Все оценки этих сроков давались на основании Библии, согласно которой они составляли не больше нескольких тысяч лет.

Впервые научная оценка этому критерию была дана в 18 столетии одним из французских дипломатов. Беря за основу известные ему результаты геологических исследований, он смог получить приближённую к действительности цифру, равную 2,4 млрд лет. Прочие учёные того времени оценивали её гораздо меньшим значением. Так, Чарльз Дарвин утверждал, что эволюция видов происходит в течение сотен миллионов лет.

Другой учёный, лорд Кельвин, выдвинул свою модель остывания планеты, основанную на произвольном понятии теплопроводности земной коры, получив значение от 20 до 400 миллионов лет. Примерно такую же оценку дал и английский геолог, предположивший, что возраст Земли равен 96 миллионам лет. Точно столько же давали астрономы того времени Солнцу. В конце 19 века ирландский инженер и математик, давший максимальную на тот момент оценку в 4 млрд лет. Окончательную точку в споре о том, сколько Земле лет, поставило открытие радиоизотопного датирования в начале 20 столетия.

Данный метод позволил установить, что многие образцы, взятые из глубинных слоёв, были образованы миллиарды лет назад. Старейшие из найденных датировались 4,4 млрд лет. На основании различных астрономических наблюдений и исследовании образцов метеоритов был сделан вывод, что возраст Солнечной системы не может быть намного больше, чем возраст самых старых из найденных обломков, равный 4,56 млрд лет. Это позволяет установить предел образования нашей системы, а также установить примерное время образования нашей планеты. В середине 20 столетия, благодаря образцам, взятым из метеорита Каньон-Дьябло, было установлено, сколько лет планете Земля. Это значение было определено, как 4,5 млрд лет, а позднее уточнено до 4,55 млрд лет. По нынешние дни данная цифра не была опровергнута.

Основные методы определений даты образования планеты

«Часы», которые так долго искали учёные, желающие как можно точнее определить, сколько лет планете Земля, на самом деле можно найти в глубинах океанов, деревьях и даже скалах. Ими являются радиоактивные элементы, распадающиеся со временем и образующие другие вещества. Определение времени зарождения нашей планеты с помощью этих элементов называется радиометрическим датированием. Оно основано на знании того, что за единицу времени распадается строго определённое количество материала, не зависящая от исходной его массы.

Для примера можно использовать радиоуглеродный метод. Он основан на том, что все живые организмы, в процессе жизнедеятельности, поглощают не только обычный углерод, но и его радиоактивный изотоп. Принято считать, что их соотношение в воздухе и воде находится на постоянном уровне. Это означает, что такое соотношение должно быть и в организмах, поглощающих их. После смерти, даже спустя много лет, количество обычного углерода не изменяется, а вот его радиоактивный изотоп со временем распадается, уменьшая свою долю в процентном соотношении. Скорость его полураспада составляет 5730 лет. Путём нехитрых вычислений можно определить, сколько времени прошло с момента гибели организма.

Постоянство скорости распада радиоактивных элементов делает их практически идеальными часами, потому что они подчиняются строгим закономерностям.

Каким образом проверяют результаты вычислений

Ни один из известных способов, которые помогают определить возраст Земли, нельзя назвать абсолютно достоверным. Чтобы быть уверенными в правильности вычислений учёные проводят исследования сразу нескольких радиоактивных элементов. Проверяют результаты с помощью дублирующих тестов различных изотопов на одном и том же материале. Бывают случаи, что два метода показывают разные результаты.

Так, геологи, взяв образцы кораллового рифа из Карибского моря, измерили в нём содержание тория, урана и углерода. При возрасте коралла не больше 9 тысяч лет все методы показывают одинаковые результаты. При увеличении этого значения начинаются некоторые расхождения. При использовании уран-ториевого метода расчётный возраст составил около 20 тысяч лет. При углеродном – только 17 тысяч лет. Причина столь значительной разницы, по мнению учёных, кроется в недостаточной точности второго метода, который и до этого давал, как минимум, неоднозначные результаты. Нередко они были и вовсе сомнительными.

Степень надёжности измерения

Радиометрическое датирование не является абсолютно надёжным способом определения возраста Земли. Поэтому, проводя исследования, учёные рассматривают сразу два радиоактивных элемента одного материала. Причиной низкой точности может служить изменение содержания обычного углерода в атмосфере. Это могло происходить и в прошлом, а значит, соотношение обычного углерода и его изотопов может нелинейно изменяться в зависимости от периода, к которому относится найденный материал. Именно поэтому исследователи проводят такие же вычисления на других радиоактивных элементах этого материала.

Сколько лет Земле, Луне и всей Солнечной системе

Полураспад урана составляет 4,5 млрд лет. При измерении возраста некоторых образцов скал уран-ториевым методом выяснилось, что он составляет около 3,8 млрд лет. При определении возраста лунного грунта было установлено, что их возраст около 4,6 млрд лет, как и у метеоритов, упавших на нашу планету. Таким образом было принято, что возраст Земли составляет примерно 4,6 млрд лет, как и Луны и всей Солнечной системы.

Источник