Визначити вік Землі допоміг свинець: як люди зрозуміли, що планета старша за 4000 років

Перші спроби визначити вік нашої планети були не дуже вдалими, проте завдяки розвитку наукових методів і ретроспективному аналізу дослідникам вдалося визначити точний вік Землі — понад 4,6 мільярда років, пише IFLScience.

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

Але як же врешті-решт нам вдалося точно датувати вік нашої планети? За словами дослідників, це сталося за допомогою наших смертельних ворогів — урану та свинцю. У 1844 році фізик Вільям Томсон запропонував спосіб вимірювання віку Землі. Вчений припустив, що на початку свого шляху наша планета була великим розплавленим згустком у космосі. Дивлячись на те, скільки часу знадобиться планеті, щоб охолонути до нинішнього стану, вчений розсудив, що зможе визначити вік самого світу.

Через роки Томсон провів розрахунки й оцінив вік Землі у 20-400 мільйонів років. Утім, це твердження суперечило низці відомих на той момент фактів, зокрема геології та уявленням Дарвіна і Рассела про те, скільки часу потрібно для еволюції тварин. Ще більш цікаво те, що вчений вважав ніби вік Сонця становить менше 20 мільйонів років. Релігійні мислителі мали перевагу більш точних оцінок, але були ще далі від істини.

У 19 столітті вчені засумнівалися в реальному віці нашої планети, оскільки люди почали розуміти, скільки часу займають такі процеси, як еволюція і геологічні процеси. Наприклад, Дарвін розрахував, що Земля набагато старша, оцінивши вік гірських порід у Вілді в Англії в 300 мільйонів років. Однак пізніше його змусили переглянути цю цифру, зменшивши її.

Приблизно в 1905 році сер Ернест Резерфорд зрозумів, що оцінити вік Землі можна точніше за допомогою урану і свинцю. Відомо, що всі ізотопи урану нестабільні й радіоактивні, і з часом проходять звивистий шлях, перш ніж перетворитися на стабільну форму свинцю. Знаючи про цей процес розпаду, можна використовувати його для точніших оцінок віку гірських порід.

Виявивши найстарішу породу, вчені датували її, сподіваючись встановити нижню межу віку нашої планети. За словами геолога Руді Молінека, уран радіоактивно розпадається на свинець, викидаючи протони і нейтрони з ядра атома. Після перетворення на свинець атом стає стабільним і перестає бути радіоактивним.

Не менш важливо, що свинець не вписується в кристалічну структуру циркону на початковому етапі утворення, а тому будь-який свинець, який міститься в кристалі циркону, повинен був утворитися внаслідок розпаду цього початкового урану. Вченим уже відомо, скільки часу займає цей радіоактивний розпад, а тому, порівнявши кількість урану з кількістю свинцю в кристалі циркону, вони можуть точно визначити його вік.

Ще один радіоактивний об'єкт — уран-238, який розпадається на свинець-206, має період напіврозпаду близько 4,5 мільярдів років, тобто за цей час розпадеться половина його кількості. Таким чином, знайти на Землі породи, які б містили значну кількість свинцю і мало радію, було б неможливо, якби Землі було лише кілька тисяч років.

Робота Резерфорда не є ідеальною, проте вона вперше надала докази того, що будь-що на нашій планеті старше мільярда років. Однак відтоді вченим вдалося датувати набагато давніші породи, датовані 4,02 мільярда років. Дослідники також вивчили місячну породу, яка вказує на те, що Землі насправді близько 4,54 мільярда років.

Нагадаємо, раніше ми писали про те, що породило життя на Землі: вчені вважають, що знайшли той самий процес, прихований у надрах.

Раніше Фокус писав про те, що розкрито таємницю прихованого тектонічного минулого Землі: провідна теорія здається хибною.