Планета Земля – наиболее уникальное место в нашей галактике, да и во всей Вселенной в целом. Мы не можем точно сказать, есть ли жизнь за ее пределами. Но одно мы знаем наверняка, ее размеры, вес и плотность имеют наиболее высокие показатели среди всех планет земной группы. Но как давно появилось такое уникальное космическое тело?
Сколько лет Земле
Многие ученые сходятся во мнении, что образовалась планета Земля 4,54-6 млрд. лет назад из туманности. А через какой-то промежуток времени (около 0,01 млрд. лет) у планеты появилась Луна – естественный спутник, вращающийся вокруг орбиты и оказывающий влияние на отливы и приливы в реках, морях и океанах, а также на скорость вращения самой Земли. Что интересно, то наклон оси нашей планеты стал постоянным именно благодаря влиянию Луны.
На самом деле это трудно определить, только по поверхности планеты, так как тектоника плит постоянно изменяет ее поверхность. Старые части поверхности слайда под новыми пластинами перерабатываются земным ядром. Возраст самых древних пород, найденных когда-либо на Земле, составляет 4,0 — 4,2 миллиарда лет.
Постоянное падение метеоритов, не сгорающих в пределах нашей атмосферы, со временем на Земле поменяли рельеф. А крупные астероиды, попавшие на нашу планету, способствовали изменению климатических условий, вымиранию одних представителей животного мира и зарождению другой жизни, формированию островов и целых материков, океанов и морей.
Методы определения возраста
Инструментом для определения возраста нашей планеты служат окаменелые остатки флоры и фауны. Эти остатки, формировавшиеся в определенные периоды существования планеты, образовывали в различных слоях земной коры полезные ископаемые, изучение которых и дает нам возможность судить не только о дате их формирования, но и продолжительности существования всей Земли.
Тщательное изучение истории формирования нашей планеты позволило сделать вывод, что существование нашей планеты можно разделить на этапы или эры, которых всего пять. Архейская и протерозойская эра являются первыми в «жизни» планеты и характеризуются наибольшей продолжительностью. Кроме того многие ученые предполагают, что жизнь на планете появилась именно в протерозойскую эру, приблизительно 3,5 млрд. лет назад.
Палеозойская, мезозойская и кайнозойская эра – это наиболее изученные периоды, так как считаются более молодыми в истории.
В последнее время развитие науки и атомной физики в частности, дало ученым возможность устанавливать точный возраст всех найденных окаменелостей. Для этого физикам приходится при помощи радиоактивного излучения разлагать атомы любой породы, узнавая их период полного распада. Зная эти данные, можно точно рассчитать возраст любой исследуемой породы.
Неудачные методики расчетов возраста Земли
Текущие, методики измерения возраста Земли прошли множество оценок, проверенных историей. Ученые обнаруживают особенности Земли и Солнца, изменяющиеся со временем, а потом подсчитывают, сколько лет планета просуществовала от этого момента. К сожалению, все они имели свои недостатки из разных причин.
- Снижение уровня морей — французский антрополог, Бенуа де Майе, живший с 1656 г. по 1738 г. догадался (неправильно), что окаменелости на возвышениях означали, что Земля была покрыта большим океаном. Этому океану понадобилось 2 миллиарда лет, чтобы испариться к нынешнему уровню морей. Ученые отказались от этой теории, когда поняли, что для уровня моря естественно его повышение и понижение.
- Охлаждение земного шара — Уильям Томпсон, предположил, что Земля когда-то представляла собой расплавленный каменный шар имеющий температуру Солнца, а потом остыла до нынешних температур. Основываясь на этой теории, Томпсон рассчитал, что Земли понадобилось где-то около 20-400 миллионов лет для охлаждения до нынешней температуры. Томпсон допустил некоторые неточные предположения о солнечной температуре (это на самом деле 15 млн. градусов Кельвина), земной температуре (с расплавленным ядром) и, что Солнце состоит лишь из водорода, а Земля из металла и камня.
- Охлаждение Солнца — В 1856 г., немецкий физик Герман фон Гельмгольц попытался рассчитать возраст Земли по охлаждению Солнца. Ученый определил, что Солнцу понадобилось бы 22 миллиона лет для того, чтобы конденсироваться до его текущего вида с диффузного облака пыли и газа. Хотя это было неточно, Гельмгольц правильно выяснил, что Солнечное тепло обусловлено гравитационным сжатием.
- Влияние эрозии — В своих трудах, «Происхождение видов благодаря естественному отбору», Дарвин сказал, что эрозия мела могла бы позволить рассчитать возраст планеты. Дарвин подсчитал, что мелу в области Weald Англия, возможно, понадобилось 300 млн. лет для формирования его в нынешнем виде.
- Орбита Луны — сын Чарльза Дарвина, Джордж Дарвин, предположил, что Луна, была образована из Земли, и переместилась со своего местоположения. Теория деления предполагает, что вращение Земли вызвало отделение вращающегося куска планеты в космос. Дарвин подсчитал, что Луне понадобилось около 56 миллионов лет, для достижения нынешнего положения относительно Земли. Теперь нам известно, что Луна, возможно, образовалась от удара объекта с размерами Марса миллиарды лет назад.
- Соленость океана — известный астроном Эдмунд Галлей в 1715 г. предположил, что соленость океана можно использовать для определения возраста Земли. Галлей сказал, что океаны, питаются потоками большого количества соли, которая затем везде остается после испарения воды. Вода будет все более и более соленая, что позволит определить, длительность этого процесса. Различные геологи, используя этот метод, определили, что Земле около 80-150 млн. лет.
Метеориты являются окончательным ответом на вопрос о возрасте Земли
Проблема с определением возраста горных пород, в том, что планета постоянно подвергается геологическим изменениям. Тектоника плит все время перерабатывает части Земли, смешивает их и навсегда скрывает старые части планеты. Если предположить, что в Солнечной системе все образованно в одно время, то метеориты в космосе не подвержены тектонике плит как Земля.
Геологи использовали древние объекты, такие как метеорит Каньона Дьябло (осколок астероида, после которого остался кратер Barringer), как способ, чтобы добраться до правильного возраста Солнечной системы и Земли. С помощью методики радиометрического датирования на метеоритах, геологи смогли вычислить, что возраст Земли составляет 4.54 миллиарда лет с погрешностью около 1 %.