Определить возраст Земли помог свинец: как люди поняли, что планета старше 4000 лет

Первые попытки определить возраст нашей планеты были не очень удачными, однако благодаря развитию научных методов и ретроспективному анализу исследователям удалось определить точный возраст Земли — более 4,6 миллиарда лет, пишет IFLScience.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Но как же в конце концов нам удалось точно датировать возраст нашей планеты? По словам исследователей, это произошло с помощью наших смертельных врагов — урана и свинца. В 1844 году физик Уильям Томсон предложил способ измерения возраста Земли. Ученый предположил, что в начале своего пути наша планета была большим расплавленным сгустком в космосе. Глядя на то, сколько времени потребуется планете, чтобы остыть до нынешнего состояния, ученый рассудил, что сможет определить возраст самого мира.

Спустя годы Томсон провел расчеты и оценил возраст Земли в 20-400 миллионов лет. Впрочем, это утверждение противоречило ряду известных на тот момент фактов, в том числе геологии и представлениям Дарвина и Рассела о том, сколько времени потребуется для эволюции животных. Еще более любопытно то, что ученый считал будто возраст Солнца составляет менее 20 миллионов лет. Религиозные мыслители обладали преимуществом более точных оценок, но были еще дальше от истины.

В 19 веке ученые усомнились в реальном возрасте нашей планеты, поскольку люди начали понимать, сколько времени занимают такие процессы, как эволюция и геологические процессы. Например, Дарвин рассчитал, что Земля намного старше, оценив возраст горных пород в Уилде в Англии в 300 миллионов лет. Однако позже его вынудили пересмотреть эту цифру, уменьшив ее.

Примерно в 1905 году сэр Эрнест Резерфорд понял, что оценить возраст Земли можно более точно с помощью урана и свинца. Известно, что все изотопы урана нестабильны и радиоактивны, и со временем проходят извилистый путь, прежде чем превратиться в стабильную форму свинца. Зная об этом процессе распада, можно использовать его для более точных оценок возраста горных пород.

Обнаружив самую старую породу ученые датировали ее, надеясь установить нижнюю границу возраста нашей планеты. По словам геолога Руди Молинека, уран радиоактивно распадается на свинец, выбрасывая протоны и нейтроны из ядра атома. После превращения в свинец атом становится стабильным и перестает быть радиоактивным.

Не менее важно, что свинец не вписывается в кристаллическую структуру циркона на начальном этапе образования, а потому любой свинец, содержащийся в кристалле циркона, должен был образоваться в результате распада этого первоначального урана. Ученым уже известно, сколько времени занимает этот радиоактивный распад, а потому, сравнив количество урана с количеством свинца в кристалле циркона, они могут точно определить его возраст.

Еще один радиоактивный объект — уран-238, который распадается на свинец-206, имеет период полураспада около 4,5 миллиардов лет, то есть за это время распадется половина его количества. Таким образом, найти на Земле породы, содержащие значительное количество свинца и мало радия, было бы невозможно, если бы Земле было всего несколько тысяч лет.

Работа Резерфорда не является идеальной, однако она впервые предоставила доказательства того, что что-либо на нашей планете старше миллиарда лет. Однако с тех пор ученым удалось датировать гораздо более древние породы, датируемые 4,02 миллиарда лет. Исследователи также изучили лунную породу, которая указывает на то, что Земле на самом деле около 4,54 миллиарда лет.

Напомним, ранее мы писали о том, что породило жизнь на Земле: ученые считают, что нашли тот самый процесс, скрытый в недрах.

Ранее Фокус писал о том, что раскрыта тайна скрытого тектонического прошлого Земли: ведущая теория кажется неверной.