كيف نعرف كم عمر الأرض؟
يبلغ عمر الأرض حوالي 4.54 مليار سنة. في ذلك الوقت ، شهدت القارات تتشكل وتختفي ، وتتوسع القمم الجليدية وتتراجع ، وتتطور الحياة من كائنات وحيدة الخلية إلى حيتان زرقاء.
لكن كيف نعرف عمر الأرض؟ نبدأ بالنظر داخله.
قال “عندما تكون عالمًا في الأرض وتنظر إلى صخرة ، فهي ليست مجرد صخرة ؛ إنها مثل تلك الصخرة لها قصة يمكنك محاولة فك رموزها” ، زهور بيكي (يفتح في علامة تبويب جديدة)، عالم جيولوجي في جامعة كولورادو بولدر.
عندما تتشكل المعادن من الصهارة أو الحمم البركانية ، فإنها غالبًا ما تحتوي على آثار من المواد المشعة ، مثل اليورانيوم. بمرور الوقت ، تتحلل هذه العناصر المشعة ، مما يعني أنها تنفث إشعاعًا ، وتحولها في النهاية إلى عناصر جديدة أكثر استقرارًا تظل محتجزة داخل المعدن.
خذ على سبيل المثال اليورانيوم 238 المشع ، وهو شكل شائع من اليورانيوم. ستطلق ذراتها طاقة حتى تتحول في النهاية إلى رصاص. تحدث هذه العملية بمعدل ثابت يُعرف باسم نصف العمر ، والذي يتوافق مع مقدار الوقت الذي يستغرقه نصف الذرات لتتحلل. يبلغ عمر النصف لليورانيوم 238 أكثر من 4 مليارات سنة ، مما يعني أن نصف اليورانيوم 238 في العينة يستغرق أكثر من 4 مليارات سنة ليصبح رصاصًا. هذا يجعله مثاليًا لمواعدة الأشياء القديمة جدًا جدًا.
من خلال معرفة فترات نصف العمر هذه ، يمكننا حساب عمر صخرة بناءً على نسبة العنصر المشع “الأصل” والعنصر المستقر “الابنة” – وهي طريقة تسمى التأريخ الإشعاعي.
متعلق ب: كيف يكتشف العلماء كم هي قديمة؟
قال فلاورز إن معدن الزركون يستخدم بشكل شائع للتأريخ الإشعاعي لأنه يحتوي على كمية كبيرة نسبيًا من اليورانيوم. التأريخ باستخدام اليورانيوم والرصاص هو نوع واحد فقط من التأريخ الإشعاعي. تستخدم الأنواع الأخرى عناصر مختلفة ؛ على سبيل المثال ، يستخدم التأريخ بالكربون المشع ، وهو أحد أكثر الطرق شيوعًا ، نظيرًا مشعًا للكربون له عمر نصف يبلغ آلاف السنين ومفيد في تحديد تاريخ المواد العضوية.
باستخدام هذه الأساليب ، لدى الجيولوجيين وجدت المعادن على الأرض يعود تاريخها إلى 4.4 مليار سنة ، مما يعني أن الكوكب كان موجودًا على الأقل كل هذه المدة. ولكن إذا قال العلماء إن عمر الأرض يزيد عن 4.5 مليار سنة ، فمن أين أتت هذه المائة مليون سنة الإضافية أو نحو ذلك؟
لقد تغيرت الأرض ، كما ذكرنا ، كثيرًا على مدار مليارات السنين ، خاصة من خلال عمليات مثل الصفائح التكتونية، التي تنقل القشرة ، تلد أرضًا جديدة من الصهارة وتدخل الأرض القديمة مرة أخرى تحت الأرض. ونتيجة لذلك ، يصعب العثور على صخور من بداية تاريخ الكوكب ؛ لقد تآكلوا أو ذابوا مرة أخرى في المواد الخام منذ فترة طويلة.
لكن يمكن للعلماء استخدام التأريخ الإشعاعي لتحديد عمر الصخور من أجزاء أخرى من النظام الشمسي أيضًا. تحتوي بعض النيازك على مواد أكثر من 4.56 مليار سنة (يفتح في علامة تبويب جديدة)، كما تم تأريخ الصخور من القمر والمريخ بحوالي 4.5 مليار سنة.
هذه التواريخ قريبة جدًا من الوقت الذي يعتقد العلماء فيه بدأ النظام الشمسي في التبلور (يفتح في علامة تبويب جديدة) من سحابة الغاز والغبار المحيطة بشمس الوليد. ومن خلال معرفة كل هذه الأعمار النسبية ، يمكننا البدء في تجميع جدول زمني لكيفية تشكل الأرض والقمر والمريخ وجميع الصخور الصغيرة الأخرى التي تطفو في الفضاء القريب.
ومع ذلك ، فإن الانتقال من سحابة الغبار البدائية إلى كوكب الأرض لم يحدث دفعة واحدة بل على مدى ملايين السنين ، ريبيكا فيشر (يفتح في علامة تبويب جديدة)، عالم الأرض والكواكب في جامعة هارفارد ، قال لـ Live Science. هذا يعني أن فهمنا لعمر الأرض سيكون دائمًا أقل من عام محدد عندما تشكل الكوكب وأكثر حول الإحساس العام بالعصر الذي بدأ فيه كوكبنا الأصلي في التبلور.
