Koliko je stara planeta Zemlja?

Koliko su stare stene na Zemlji?

Naučnici su nekoliko puta pokušali da datiraju planetu u poslednjih 400 godina. Pokušali su da predvide starost na osnovu promene nivoa mora, vremena potrebnog Zemlji ili Suncu da se ohlade do sadašnjih temperatura i saliniteta okeana. Kako je tehnologija za upoznavanje napredovala, ove metode su se pokazale nepouzdanim; na primer, pokazalo se da su porast i pad okeana proces koji se stalno menja, a ne proces koji postepeno opada. I u još jednom nastojanju da izračunaju starost planete, naučnici su se okrenuli stenama koje prekrivaju njenu površinu. Međutim, pošto se tektonika ploča stalno menja i obnavlja koru, prve stene su odavno reciklirane, rastopljene i reformirane u nove izdanke.

Naučnici takođe moraju da se bore protiv problema koji se zove „Velika neusaglašenost“, gde se čini da nedostaju sedimentni slojevi stena (na primer, u Velikom kanjonu postoji 1,2 milijarde godina stena koje se ne mogu pronaći, prema Univerzitetu Arizone). Postoji više objašnjenja za ovu neusklađenost; početkom 2019. godine, jedna studija je sugerisala da je globalno ledeno doba prouzrokovalo da se glečeri melju u stenu, uzrokujući njeno raspadanje.

Tektonika ploča je zatim ubacila zdrobljen stenoviti materijal nazad u unutrašnjost Zemlje, uklonivši stare dokaze i pretvorivši ih u novu stenu. Početkom 20. veka, naučnici su poboljšali proces radiometrijskog datiranja. Ranija istraživanja su pokazala da se izotopi nekih radioaktivnih elemenata raspadaju u druge elemente predvidljivom brzinom. Ispitujući postojeće elemente, naučnici mogu izračunati početnu količinu radioaktivnog elementa, a time i koliko je vremena bilo potrebno da se elementi raspadnu, što im omogućava da odrede starost stene.

Najstarije stene na Zemlji pronađene do danas su akasta gnajs u severozapadnoj Kanadi u blizini Grejt Slejv jezera, koje su stare 4,03 milijarde godina. Međutim, stene starije od 3,5 milijardi godina mogu se naći na svim kontinentima.

Grenland se može pohvaliti suprakrustalnim stenama Isua (starim od 3,7 do 3,8 milijardi godina), dok su stene u Svazilendu stare 3,4 milijarde do 3,5 milijardi godina. Uzorci u Zapadnoj Australiji stari su od 3,4 do 3,6 milijardi godina. Istraživačke grupe u Australiji pronašle su najstarija mineralna zrna na Zemlji. Ovi sićušni kristali cirkonijum silikata imaju starost koja dostiže 4,3 milijarde godina, što ih čini najstarijim zemaljskim materijalima pronađenim na našoj planeti do sada.

Njihove izvorne stene još nisu pronađene. U međuvremenu, naučnici su takođe pronašli zvezdanu prašinu staru 7 milijardi godina na Zemlji. Stene i cirkoni postavljaju donju granicu starosti Zemlje od 4,3 milijarde godina, jer sama planeta mora biti starija od svega što leži na njenoj površini. Još uvek se raspravlja o vremenu kada je život nastao, posebno zato što se neki rani fosili mogu pojaviti kao prirodni oblici stena.

Neki od najranijih oblika života pronađeni su u zapadnoj Australiji, kako je objavljeno u studiji iz 2018. godine; istraživači su pronašli sićušne filamente u stenama starim 3,4 milijarde godina koje bi mogle biti fosili. Druge studije sugerišu da je život nastao još ranije. Hematitne cevi u vulkanskoj steni u Kvebeku mogle su da sadrže mikrobe pre između 3,77 i 4,29 milijardi godina. Istraživači koji su posmatrali stene na jugozapadu Grenlanda takođe su videli strukture nalik konusima koje su mogle da okružuju kolonije mikroba pre nekih 3,7 milijardi godina.

Koliko je star Sunčev sistem?

U nastojanju da dodatno preciziraju starost Zemlje, naučnici su počeli da gledaju spolja. Materijal koji je formirao Sunčev sistem bio je oblak prašine i gasa koji je okruživao mlado Sunce. Gravitacione interakcije su spojile ovaj materijal u planete i mesece otprilike u isto vreme.

Proučavajući druga tela u Sunčevom sistemu, naučnici su u mogućnosti da saznaju više o ranoj istoriji planete. Najbliže telo Zemlji, Mesec, ne doživljava procese ponovnog pojavljivanja koji se dešavaju širom Zemljinog pejzaža. Kao takve, stene iz rane lunarne istorije još uvek počivaju na površini Meseca. Uzorci vraćeni iz misija Apolo i Luna otkrili su starost između 4,4 milijarde i 4,5 milijardi godina, što je pomoglo da se ograniči starost Zemlje.

Kako je Mesec nastao je stvar rasprave; dok dominantna teorija sugeriše da se objekat veličine Marsa sudario sa Zemljom i da su se fragmenti na kraju spojili u Mesec, druge teorije sugerišu da se Mesec formirao pre Zemlje.

Pored velikih tela Sunčevog sistema, naučnici su proučavali manje stenovite posetioce koji su pali na Zemlju. Meteoriti dolaze iz raznih izvora. Neki su odbačeni sa drugih planeta nakon nasilnih sudara, dok su drugi krhotine iz ranog solarnog sistema koji nikada nisu narasli dovoljno veliki da formiraju kohezivno telo.

Iako nijedan kamen nije donesen s Marsa, postoje uzorci u obliku meteorita koji su davno pali na Zemlju, što je omogućilo naučnicima da naprave približne podatke o starosti stena na Crvenoj planeti. Neki od ovih uzoraka datirani su na 4,5 milijardi godina, što podržava druge proračune datuma ranog formiranja planete.

Radiometrijskim datiranjem izračunata je starost više od 70 meteorita koji su pali na Zemlju. Najstariji od njih su stari između 4,4 milijarde i 4,5 milijardi godina. Pre pedeset hiljada godina, jedan kamen se obrušio iz svemira i formirao meteorski krater u Arizoni. Krhotine tog asteroida su sakupljene s oboda kratera nazvanog po obližnjem kanjonu Diablo. Meteorit Kanjon Diablo je važan jer predstavlja klasu meteorita s komponentama koje omogućavaju preciznije datiranje.

Godine 1953., Kler Kameron Paterson, poznati geohemičar s Kalifornijskog instituta za tehnologiju, izmerio je odnos izotopa olova u uzorcima meteorita koji su postavili stroga ograničenja na starost Zemlje. Uzorci meteorita pokazuju širenje od 4,53 milijarde do 4,58 milijardi godina. Naučnici tumače ovaj raspon kao vreme koje je bilo potrebno da se Sunčev sistem razvije, postepen događaj koji se odvijao tokom otprilike 50 miliona godina.

Koristeći ne samo stene na Zemlji, već i informacije prikupljene o sistemu koji je okružuje, naučnici su uspeli da postave starost Zemlje na otprilike 4,54 milijarde godina. Poređenja radi, galaksija Mlečni put u kojoj se nalazi Sunčev sistem stara je oko 13,2 milijarde godina, dok je sam univerzum datiran na 13,8 milijardi godina.