Ant jos akmenų yra įspausta Žemės istorija. Tokiose vietose kaip Grand Canyon vanduo, sunaikinantis jo sienas, atidengia uolienų sluoksnius, iš kurių šios sienos susiformavo.
Kadangi seni sluoksniai yra po naujais, geologai gali susidaryti įspūdį, kaip susidarė pluta. Tačiau žinojimas, kad gilieji sluoksniai yra senesni, nepasako mums, koks yra jų absoliutus amžius, tai yra, kiek jiems metų.
Kaip apskaičiavote žemės amžių?
XIX amžiaus mokslininkai bandė apskaičiuoti Žemės amžių, remdamiesi šiuolaikinių uolienų formavimosi laiku. Bet jie galėjo tik spėlioti. Remiantis jų rezultatais, mūsų planetos amžius svyruoja nuo 3 milijonų metų iki 1,5 milijardo metų. Spredas yra 500 kartų, tokio rezultato, žinoma, negalima vadinti tiksliu. Natūralu, kad reikėjo kitokio metodo. Mokslininkai norėjo rasti laikrodžius, kurie, jei būtų sunaikinti sukūrimo metu, būtų tęsiami iki mūsų laikų. Žvelgiant į tokį laikrodį, būtų galima tiksliai nurodyti Žemės amžių.
Su kuo tiksliai apskaičiuoti Žemės amžių?
Ir paaiškėjo, kad tokie laikrodžiai egzistuoja: uolose, medžiuose ir vandenyno gelmėse. Šie natūralūs laikrodžiai yra radioaktyvieji elementai, kurie laikui bėgant suyra ir sudaro kitus elementus. Uolienų ar fosilijų amžiaus nustatymas naudojant radioaktyvius elementus vadinamas radiometriniu pasimatymu.Per laiko vienetą suyra griežtai apibrėžta radioaktyviųjų medžiagų dalis. Ši frakcija nepriklauso nuo pradinės radioaktyviosios medžiagos masės.
Radiokarbono metodas
Kaip pavyzdį paimkite radijo angliavandenilių metodą. Tai pagrįsta tuo, kad gyvieji organizmai sugeria tiek įprastą anglis-12, tiek jos radioaktyvųjį izotopą anglį-14 iš oro ir vandens. Tarkime, kad šių dviejų izotopų santykis vandenyje ir ore išlieka pastovus.
Būtent tokiu santykiu anglies izotopai randami gyvuose organizmuose. Kai kūnas nustoja būti mirtingas, po daugelio metų paprastosios anglies kiekis jos liekanose išlieka toks pats, koks buvo mirties metu, o radioaktyvusis izotopas suyra (anglis-14). Šis izotopas per pusę suyra per 5730 metų. Taigi, išmatuodami dviejų anglies izotopų santykį kažkada gyvenusio organizmo liekanose, mokslininkai gali nustatyti šių liekanų amžių.
Įdomus faktas: Radioaktyvieji elementai gali tarnauti kaip natūralus laikrodis, nes radioaktyvusis skilimas priklauso nuo griežtų laiko tendencijų.
Rezultatų tikrinimas
Žinoma, nė vienas iš pasimatymų būdų negali būti laikomas visiškai patikimu. Todėl, siekdami tikslumo, geologai tiria keletą radioaktyviųjų elementų, tokių kaip uranas ar toris, be anglies-14. Mokslininkai patikrina jų rezultatus atlikdami dubliuotus bandymus su skirtingais radioaktyviais izotopais su ta pačia medžiaga. Kartais du metodai duoda skirtingus rezultatus.Pavyzdžiui, geologai paėmė koralinio rifo mėginius prie Barbadoso krantų tirti.
Buvo išmatuotas anglies kiekis, taip pat uranas ir toris. Jei koralas yra „jaunas“, tai yra, ne senesnis kaip 9000 metų, tada visi metodai duoda tuos pačius rezultatus. Bet jei koralas pasirodė senesnis, tada rezultatai gali būti neaiškūs. Urano-torio metodu nustatytas koralų amžius - 20 000 metų, o anglies - tik 17 000 metų. Kokia yra tokio didelio skirtumo priežastis? O kuris metodas tikslesnis? Mokslininkai mano, kad urano-torio metodas yra tikslesnis, nes radiokarbono metodas anksčiau davė dviprasmiškų ar net abejotinų rezultatų.
Amžiaus matavimo metodų patikimumas
Radiometrinis pasimatymo metodas nėra visiškai patikimas. Todėl mokslininkai tiria du skirtingus tos pačios medžiagos radioaktyvius elementus. Priežastis gali būti ta, kad, pavyzdžiui, pastaraisiais metais padidėjo anglies-14 kiekis atmosferoje, o tai reiškia, kad praeityje jis galėjo keistis viena ar kita kryptimi. Pasikeitus anglies-14 ir anglies-12 santykiui, radijo angliavandenilių metodas negali patikimai nustatyti senovės organizmų liekanų amžiaus, nes jis grindžiamas tuo, kad radioaktyviosios anglies kiekis atmosferoje ir vandenyje išlieka nepakitęs.
Žemės, Mėnulio ir Saulės sistemos amžius
Urano pusinės eliminacijos laikas yra 4,5 milijardo metų. Kai kurių Žemės uolienų amžiaus matavimas urano-torio metodu parodė, kad jos yra maždaug 3,8 milijardo metų. Kaip sužinoti, kaip anksti susiformavo mūsų planeta? Tirti mėnulio dirvožemio pavyzdžius,pristatyti astronautų iš mėnulio ekspedicijos, mokslininkai nustatė, kad jų amžius yra apie 4,6 milijardo metų, taip pat meteoritų, kurie atkeliavo į Žemę iš arti esančių Saulės sistemos regionų, amžius. Todėl mokslininkai mano, kad visa Saulės sistema, įskaitant mėnulį ir saulę, susiformavo maždaug prieš 4,6 milijardo metų.