تاريخ الأرض مطبوع على أحجاره. في أماكن مثل جراند كانيون ، يكشف الماء الذي يدمر جدرانه طبقات الصخور التي تشكلت منها هذه الجدران.

بما أن الطبقات القديمة تقع تحت الطبقات الجديدة ، يمكن للجيولوجيين الحصول على فكرة عن كيفية تشكل القشرة. لكن معرفة أن الطبقات العميقة أكبر سنًا لا تخبرنا عن عمرهم المطلق ، أي كم عمرهم.

كيف حسبت عمر الأرض؟

حاول علماء القرن التاسع عشر حساب عمر الأرض ، بناءً على توقيت التكوينات الصخرية في العصر الحديث. لكنهم لم يستطيعوا سوى التخمين. وفقا لنتائجهم ، يتراوح عمر كوكبنا من 3 ملايين سنة إلى 1.5 مليار سنة. الفارق 500 مرة ، ولا يمكن بالطبع وصف هذه النتيجة بالدقة. بطبيعة الحال ، كانت هناك حاجة إلى طريقة مختلفة. أراد العلماء العثور على مثل هذه الساعات التي ، إذا اختتمت في وقت الخلق ، ستستمر حتى عصرنا. بالنظر إلى هذه الساعة ، يمكن للمرء أن يشير بدقة إلى عمر الأرض.

ما الذي يمكنك حساب عمر الأرض بدقة؟

واتضح أن هذه الساعات موجودة: في الصخور والأشجار والأعماق المحيطية. هذه الساعات الطبيعية هي عناصر مشعة تتحلل بمرور الوقت لتكوين عناصر أخرى. يُعرف تحديد عمر الصخور أو الأحافير باستخدام العناصر المشعة بالتاريخ الإشعاعي.في وحدة زمنية ، يتحلل جزء محدد بدقة من المواد المشعة. لا يعتمد هذا الجزء على كتلة المادة المشعة الأصلية.

طريقة الكربون المشع

خذ طريقة الكربون المشع كمثال. ويستند إلى حقيقة أن الكائنات الحية تمتص كلاً من الكربون العادي 12 ونظيره المشع الكربون 14 من الهواء والماء. افترض أن نسبة هذين النظيرين في الماء والهواء تظل ثابتة.

في هذه النسبة توجد نظائر الكربون في الكائنات الحية. عندما يتوقف الجسد عن التلف ، بعد سنوات عديدة ، تظل كمية الكربون العادي في بقاياه كما هي في وقت الوفاة ، ويتحلل النظائر المشعة (الكربون 14). يتحلل هذا النظير إلى النصف في غضون 5730 سنة. لذلك ، من خلال قياس نسبة اثنين من نظائر الكربون في بقايا كائن حي ، يمكن للعلماء تحديد عمر هذه البقايا.

حقيقة مثيرة للاهتمام: يمكن أن تعمل العناصر المشعة كساعة طبيعية ، لأن التحلل الإشعاعي يخضع لأنماط زمنية صارمة.

فحص النتائج

بالطبع ، لا يمكن اعتبار أي من طرق المواعدة موثوقة تمامًا. لذلك ، من أجل الدقة ، يستكشف الجيولوجيون العديد من العناصر المشعة ، مثل اليورانيوم أو الثوريوم بالإضافة إلى الكربون 14. يتحقق العلماء من نتائجهم من خلال إجراء اختبارات مكررة مع نظائر مشعة مختلفة على نفس المادة. في بعض الأحيان تعطي طريقتان نتائج مختلفة.على سبيل المثال ، أخذ الجيولوجيون عينات من الشعاب المرجانية قبالة سواحل بربادوس للدراسة.

قمنا بقياس محتوى الكربون وكذلك اليورانيوم والثوريوم. إذا كان المرجان "صغيرًا" ، أي ليس أكبر من 9000 سنة ، فإن كل الطرق تعطي نفس النتائج. ولكن إذا تبين أن المرجان كان أكبر سنًا ، فقد تكون النتائج غامضة. حددت طريقة اليورانيوم والثوريوم عمر المرجان ب 20000 سنة ، والكربون واحد فقط 17000 سنة. ما هو سبب هذا الاختلاف الكبير؟ وما هي الطريقة الأكثر دقة؟ يعتقد العلماء أن طريقة اليورانيوم والثوريوم أكثر دقة ، لأن طريقة الكربون المشع قد أسفرت في السابق عن نتائج غامضة أو حتى مشكوك فيها.

موثوقية طرق قياس العمر

طريقة التأريخ الإشعاعي ليست موثوقة تمامًا. لذلك ، يستكشف العلماء عنصرين مشعّين مختلفين من نفس المادة. قد يكون السبب ، على سبيل المثال ، في السنوات الأخيرة ، زيادة محتوى الكربون 14 في الغلاف الجوي ، مما يعني أنه يمكن أن يتغير في اتجاه أو آخر في الماضي. إذا تغيرت نسبة الكربون -14 إلى الكربون -12 ، فلن تتمكن طريقة الكربون المشع من تحديد عمر بقايا الكائنات القديمة بشكل موثوق ، لأنها تستند إلى حقيقة أن محتوى الكربون المشع في الغلاف الجوي والماء يبقى دون تغيير.

عصر الأرض والقمر والنظام الشمسي

عمر النصف لليورانيوم 4.5 مليار سنة. أظهرت قياسات عمر بعض صخور الأرض بطريقة اليورانيوم والثوريوم أنها تبلغ حوالي 3.8 مليار سنة. كيف تعرف كيف تشكل كوكبنا في وقت مبكر؟ استكشاف عينات التربة القمرية ،وجد العلماء ، الذين تم تسليمهم من قبل رواد الفضاء من بعثة القمر ، أن عمرهم يبلغ 4.6 مليار سنة تقريبًا ، وكذلك عمر النيازك التي وصلت إلى الأرض من مناطق قريبة من النظام الشمسي. لذلك ، يعتقد العلماء أن النظام الشمسي بأكمله ، بما في ذلك القمر والشمس ، تشكل قبل 4.6 مليار سنة.