Скільки років нашій Землі: вчені стверджують, що відповідь не така очевидна, як здається

Питання, скільки років планеті Земля, може здатися досить простим. Вважають, що нашій планеті близько 4,5 млрд років. Але чим більше проводиться досліджень із цього приводу, тим хибніше виглядає згадана цифра. Тепер вчені не виключають, що планета може виявитися старшою на півмільярда років.

"Назвати вік планети досить легко, але тільки до того моменту, коли масштаб досліджень почне збільшуватися", — каже професор геології, завідувач кафедри наук про Землю та атмосферу університету Х'юстона Томас Лапен.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал . Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та захоплюючі новини зі світу науки!

Вчені прагнули з'ясувати найточнішу дату народження Землі, але зіштовхнулися зі специфікою того, як наша планета народжувалася.

"Коли з'являються на світ люди — це лише одна мить у часі, але формування планет — процес, який триває мільйони років", — зазначає експерт.

Тому для того, щоб назвати точний вік Землі, астрофізикам, планетологам та геологам спершу доведеться визначити, який момент у всьому цьому процесі можна вважати народженням планети.

Коли народилася Земля

Хмари газу та пилу оберталися навколо новонародженого Сонця близько 4,6 млрд. років тому. Перші мільйони років навколо Сонця відбувалося мало великих подій, тут стикалися і зливалися невеликі астероїди – насіння майбутніх планет. Під час зіткнень деякі камені ставали дедалі більше — доки перетворилися на планети.

Але планети – це все ж таки не просто великі купи каміння. У міру того, як накопичувався матеріал, планети диференціювалися на різні верстви: ядро, мантія та кора. Процес "набору ваги" та її розшарування триває десятки мільйонів років. Деякі вчені вважають, що саме цей момент є народженням планети. Але Лапен порівнює його швидше із "зачаттям" Землі, а ось її народження, судячи з усього, сталося в момент катаклізму, який сформував і Місяць.

Як відомо, на своєму найбільш ранньому етапі формування прото-Земля зіткнулася з іншим "ембріоном" планети, схожим за своїми розмірами на Марс. Коли два ці об'єкти злилися у великому зіткненні, на орбіті Землі з'явився Місяць.

Лапен вважає, що саме це зіткнення запустило "перезавантаження" матеріалів, з яких сформувалася Земля. Тоді поверхня прото-Землі була магматичним океаном. Але після зіткнення матеріал обох об'єктів змішався, а також створив відому нам систему Земля-Місяць. Докази "перезавантаження" вчені знаходять як у земних породах, так і в місячних.

"У результаті зіткнення прото-Земля була зруйнована або радикально змінена у складі. На мою думку, перший варіант Землі не може вважатися тією планетою, яку ми знаємо", — наголошує професор геології.

Якщо відправною точкою вважати саме цю подію, тоді вік Землі варіюється між 4,4 і 4,52 млрд років. Але для того, щоб остаточно підтвердити цей вік, необхідно знайти докази в минулому планети.

Для цього необхідно відшукати найдавніші гірські породи на Землі, вони повинні були утворитися відразу ж після того, як океани магми затверділи. Такими мінералами є циркони, які були знайдені в Західній Австралії.

Для визначення точного віку цих каменів учені використовували радіометричне датування. Під час сканування стає відома кількість урану, яка міститься в цирконах. Річ у тім, що цей елемент розпадається на свинець із загальновідомою швидкістю. Тож науковці можуть з'ясувати вік мінералу за співвідношенням урану та свинцю в зразку. Саме цей метод встановив, що знайденим на Заході Австралії цирконам близько 4,4 млрд років.

Судячи з інформації з каменів, система Земля-Місяць мала з'явитися раніше 4,4 млрд років, оскільки записи гірських порід були б стерті під час зіткнення, яке створило Місяць. Тож наша планета точно не молодша за 4,4 млрд років. Але наскільки вона може бути старшою?

Для того, щоб відповісти на це запитання, вченим необхідно піти далі і вивчити місячний ґрунт.

На поверхні Місяця зразки давнього минулого збереглися набагато краще тому, що там немає таких процесів, як тектоніка плит, яка перетасувала б поверхню супутника. Науковці можуть вивчити місячний ґрунт завдяки метеоритам, які падають на Землю, і зразкам, узятим на супутнику місією NASA Apollo.

Подібно до прото-Землі наш Місяць також колись був вкритий океаном з магми. Найстаріші зразки місячної поверхні допоможуть зрозуміти коли магма на Місяці затверділа. Вчені проаналізували циркони, які були зібрані під час місії на Місяць, і визначили, що магма на Місяці затверділа близько 4,51 млрд років тому.

Але, за словами Лапена, з моменту зіткнення, злиття й охолодження тіл, а також їхньої диференціації мав пройти якийсь час. І цей відрізок може становити близько 50 млн років.

Саме тому деякі вчені стверджують, що розрахунки віку Землі можуть бути помилковими на цілих 50 млн років.

Існує й інший спосіб звузити часові межі. Гірські породи з часів формування прото-Землі могли зберегтися в астероїдах і кометах.

Такі капсули часу іноді потрапляють на Землю у вигляді метеоритів. Найдавнішим на даний момент є метеорит Erg Chech 002. Вчені вважають, що космічний камінь — це фрагмент кори планети Сонячної системи, що зароджується. Вік Erg Chech 002 дає уявлення про час, коли прото-Земля, ймовірно, також перебувала на аналогічній стадії розвитку.

"Якщо ми візьмемо за дату народження Землі момент, коли сформувалося її перше ядро, яке в кінцевому підсумку виросло за рахунок акреції, тоді вік нашої планети можна порівняти з віком Erg Chech 002", — підкреслює експерт.

Згідно з підрахунками вчених, вік метеорита Erg Chech 002 становить приблизно 4,565 млрд років.

Чи є шанс дізнатися точний вік Землі

У масштабах людського життя 50 млн років – це надто великий час. Але в планетарних масштабах така похибка цілком допустима.

"Це відносно короткий період часу, за який відбулося багато подій: зіткнення, злиття та формування охолоджених, затверділих порід, які стали частиною ядра, мантії та кори Землі", — каже вчений.

Щоправда, Лапен не заперечує, що все ж таки є можливість уточнити вік Землі завдяки додатковим зразкам з Місяця і метеоритам, що падають на Землю.

Так, місячне каміння, доставлене на Землю китайською місією Chang'e 5, вивчається вченими досі. В межах програми NASA Artemis планується також доставка місячних порід на Землю. Окрім цього, американське космічне агентство надає вченим дедалі більше зразків із Місяця, доставлених на планету у межах місії Apollo.

За матеріалами Popsci.