Zemes vēsture ir iespiesta uz tās akmeņiem. Vietās, piemēram, Lielais kanjons, ūdens, kas iznīcina tā sienas, pakļauj klinšu slāņiem, no kuriem šīs sienas veidojās.
Tā kā vecie slāņi atrodas zem jaunajiem, ģeologi var iegūt priekšstatu par to, kā veidojusies garoza. Bet, zinot, ka dziļi guļošie slāņi ir vecāki, mums nepasaka, kāds ir viņu absolūtais vecums, tas ir, cik veci viņi ir.
Kā jūs aprēķinājāt zemes vecumu?
19. gadsimta zinātnieki mēģināja aprēķināt Zemes vecumu, balstoties uz klinšu veidojumu laiku mūsdienās. Bet viņi varēja tikai minēt. Saskaņā ar viņu rezultātiem mūsu planētas vecums svārstās no 3 miljoniem gadu līdz 1,5 miljardiem gadu. Starpība ir 500 reizes, šādu rezultātu, protams, nevar saukt par precīzu. Protams, bija nepieciešama atšķirīga metode. Zinātnieki vēlējās atrast pulksteņus, kuri, ja tos izveidos, tiks likvidēti, turpinās darboties līdz mūsu laikam. Skatoties uz šādu pulksteni, varētu precīzi norādīt Zemes vecumu.
Ar ko jūs varat precīzi aprēķināt Zemes vecumu?
Un izrādījās, ka šādi pulksteņi pastāv: klintīs, kokos un okeāna dziļumos. Šie dabiskie pulksteņi ir radioaktīvi elementi, kas laika gaitā sadalās, veidojot citus elementus. Akmeņu vai fosiliju vecuma noteikšanu, izmantojot radioaktīvos elementus, sauc par radiometriskiem datumiem.Laika vienībā sašaurinās stingri noteikta radioaktīvā materiāla daļa. Šī frakcija nav atkarīga no sākotnējās radioaktīvās vielas masas.
Radio oglekļa metode
Kā piemēru ņemiet ogļūdeņraža metodi. Tas ir balstīts uz faktu, ka dzīvie organismi absorbē gan parasto oglekli-12, gan tā radioaktīvo izotopu oglekli-14 no gaisa un ūdens. Pieņemsim, ka šo divu izotopu attiecība ūdenī un gaisā paliek nemainīga.
Tieši šajā attiecībā oglekļa izotopi ir sastopami dzīvos organismos. Kad ķermenis vairs nav mirstīgs, pēc daudziem gadiem parastā oglekļa daudzums paliekās paliek tāds pats, kāds tas bija nāves brīdī, un radioaktīvais izotops noārdās (ogleklis-14). Šis izotops noārdās uz pusēm 5730 gadu laikā. Tātad, izmērot divu oglekļa izotopu attiecību savulaik dzīvojošā organisma paliekās, zinātnieki var noteikt šo atlieku vecumu.
Interesants fakts: Radioaktīvie elementi var kalpot par dabisko pulksteni, jo radioaktīvā sabrukšana ir pakļauta stingriem laika modeļiem.
Rezultātu pārbaude
Protams, nevienu no iepazīšanās metodēm nevar uzskatīt par pilnīgi uzticamu. Tāpēc precizitātes labad ģeologi papildus oglekļa-14 pēta vairākus radioaktīvos elementus, piemēram, urānu vai toriju. Zinātnieki pārbauda savus rezultātus, veicot viena un tā paša materiāla atkārtotus testus ar dažādiem radioaktīviem izotopiem. Dažreiz divas metodes dod atšķirīgus rezultātus.Piemēram, ģeologi pētījumiem paņēma koraļļu rifa paraugus pie Barbadosas krastiem.
Mēs izmērījām oglekļa saturu, kā arī urānu un toriju. Ja koraļļi ir “jauni”, tas ir, nav vecāki par 9000 gadiem, tad visām metodēm ir vienāds rezultāts. Bet, ja koraļlis izrādījās vecāks, tad rezultāti var būt neskaidri. Ar urāna-torija metodi tika noteikts koraļļa vecums kā 20 000 gadu, bet oglekļa vecumam - tikai 17 000 gadu. Kāds ir iemesls tik lielām atšķirībām? Un kura metode ir precīzāka? Zinātnieki uzskata, ka urāna-torija metode ir precīzāka, jo radiokarbona metode iepriekš ir devusi neviennozīmīgus vai pat apšaubāmus rezultātus.
Vecuma mērīšanas metožu ticamība
Radiometriskā iepazīšanās metode nav pilnībā uzticama. Tāpēc zinātnieki pēta divus atšķirīgus viena un tā paša materiāla radioaktīvos elementus. Iemesls var būt tas, ka, piemēram, pēdējos gados ir palielinājies oglekļa-14 saturs atmosfērā, kas nozīmē, ka pagātnē tas varēja mainīties vienā vai otrā virzienā. Ja mainās oglekļa-14 un oglekļa-12 attiecība, ar radiokarbona metodi nevar ticami noteikt seno organismu atlieku vecumu, jo tās pamatā ir fakts, ka radioaktīvā oglekļa saturs atmosfērā un ūdenī paliek nemainīgs.
Zemes, Mēness un Saules sistēmas vecums
Urāna pussabrukšanas periods ir 4,5 miljardi gadu. Dažu Zemes iežu vecuma mērījumi ar urāna-torija metodi parādīja, ka tie ir aptuveni 3,8 miljardi gadu veci. Kā uzzināt, cik agri izveidojās mūsu planēta? Izpētīt Mēness augsnes paraugus,piegādāti astronauti no Mēness ekspedīcijas, zinātnieki atklāja, ka viņu vecums ir aptuveni 4,6 miljardi gadu, kā arī meteorītu vecums, kas ieradās uz Zemes no cieši piegulošiem Saules sistēmas reģioniem. Tāpēc zinātnieki uzskata, ka visa Saules sistēma, ieskaitot mēness un sauli, izveidojās pirms aptuveni 4,6 miljardiem gadu.
