A Föld „kék márvány” képe, amelyet a VIIRS műszerből vett a NASA Földmegfigyelő műholdas - Suomi atomerőmű - fedélzetén, 2012. január 4-én.
(Kép: © NASA / NOAA / GSFC / Suomi atomerőmű / VIIRS / Norman Kuring)
A Föld bolygónak nincs születési anyakönyvi kivitele, amely rögzíti annak kialakulását, ami azt jelenti, hogy a tudósok évszázadokat töltöttek a bolygó életkorának meghatározására. Szóval, hány éves a Föld?
A Föld állandóan változó kéregében található sziklák, valamint a Föld szomszédainak szikláinak, például a holdnak és a meteoritok látogatásának a ragaszkodásával a tudósok kiszámították, hogy a Föld 4,54 milliárd éves, 50 millió éves hibatartományú.
Hány éves a szikláid?
A tudósok többször is megpróbálták ragaszkodni a bolygóhoz az elmúlt 400 évben. Megpróbálták megjósolni az életkort a változó tengeri szint alapján, az időt, amíg a Föld vagy a nap lehűlt a jelenlegi hőmérsékletre, és az óceán sótartalma alapján. A randevú-technológia fejlődésével ezek a módszerek megbízhatatlannak bizonyultak; például az óceán emelkedése és lezuhanása folyamatosan változó folyamatnak bizonyult, nem pedig fokozatosan hanyatló folyamatnak.
A bolygó életkora kiszámításának további kísérletében a tudósok a felszínét takaró sziklák felé fordultak. Mivel azonban a lemeztektonika folyamatosan változik és felújítja a kéreg, az első kőzeteket már régen újrahasznosították, megolvadták és új felbukkanásokká alakították át.
A tudósoknak meg kell küzdeniük a Nagy Ellentmondásosság nevű kérdéssel is, amelyről hiányzik az üledékes kőzetrétegek (például a Grand Canyonban 1,2 milliárd évnyi kőzet található). Ennek a hibának több magyarázata van; 2019 elején egy tanulmány azt sugallta, hogy a globális jégkorszak miatt a gleccserek a sziklába darálódtak, ami szétesést okozott. A lemezes tektonika ezután a zúzott kőzetet visszadobta a Föld belsejébe, eltávolítva a régi bizonyítékokat, és új kőzetgé alakítva.
A 20. század elején a tudósok finomították a radiometrikus randevúzás folyamatát. Korábbi kutatások kimutatták, hogy egyes radioaktív elemek izotópjai kiszámítható sebességgel bomlanak más elemekké. A meglévő elemek vizsgálatával a tudósok kiszámíthatják a radioaktív elemek kezdeti mennyiségét, és így mekkora időbe telik az elemek bomlása, lehetővé téve számukra a kőzet korának meghatározását.
A Földön eddig talált legrégebbi sziklák az Acasta Gneiss Kanadában északnyugati részén, a Nagy Szolga-tó közelében, amelyek 4,03 milliárd éves. A 3,5 milliárd évesnél idősebb sziklák azonban minden kontinensen megtalálhatók. Grönland az Isua szupraruszta szikláival (3,7–3,8 milliárd éves) büszkélkedhet, míg Szváziföld sziklái 3,4–3,5 milliárd éves. Nyugat-Ausztráliában a minták 3,4–3,6 milliárd éves korúak.
Az ausztráliai kutatócsoportok megtalálták a Föld legrégebbi ásványi szemcséit. Ezen apró cirkónium-szilikát kristályok életkora eléri a 4,3 milliárd évet, így ezek a legrégebbi anyagok, amelyeket a Földön eddig megtaláltak. Forrásköveiket még nem találták.
A sziklák és a cirkonok a Föld életkorának 4,3 milliárd éves alsó határát határozták meg, mivel maga a bolygónak régebbinek kell lennie mindennél, ami a felületén fekszik.
Az élet felmerülése továbbra is vita tárgyát képezi, különösen azért, mert néhány korai kövület természetes kőzetek formájában jelenhet meg. Az élet legkorábbi formáinak egy részét Nyugat-Ausztráliában találták meg, ahogyan azt egy 2018. évi tanulmány bejelentette; a kutatók apró szálakat találtak a 3,4 milliárd éves kőzetekben, amelyek fosszilis anyagok lehetnek. Más tanulmányok azt sugallják, hogy az élet még korábban is származott. A Quebecben található vulkáni kőzetben lévő hematitcsövek 3,77 és 4,29 milliárd évvel ezelőtt tartalmazhattak mikrobákat. A Grönland délnyugati részén sziklákat vizsgáló kutatók kúpszerű szerkezeteket is láttak, amelyek körülbelül 3,7 milliárd évvel ezelőtt körül tudtak volna helyezni a mikrobiális kolóniákat.
Találkozz a szomszédokkal
A Föld korának további finomítása érdekében a tudósok kifelé nézett. A naprendszert alkotó anyag egy por- és gázfelhő, amely körülveszi a fiatal napot. A gravitációs kölcsönhatások nagyjából ugyanabban az időben oszták össze ezt az anyagot a bolygókba és a holdokba. A Naprendszer többi testének tanulmányozásával a tudósok többet megtudhatnak a bolygó korai történetéről.
A Földhöz legközelebbi test, a hold nem tapasztalja meg a Föld tájain megjelenő felületkezelési folyamatokat. Mint ilyen, a korai holdtörténeti kőzetek továbbra is a Hold felszínén ülnek. Az Apollo és Luna missziókból visszatért minták 4,4 milliárd és 4,5 milliárd év közötti korosztályt mutattak, ezáltal csökkentve a Föld korát. A hold kialakulásának vita kérdése; míg az uralkodó elmélet szerint a Mars méretű objektum a Földre zuhant, és a töredékek végül a Holdra összekötődtek, más elméletek szerint a hold a Föld előtt képződött. [Kapcsolódó: Hogyan alakult ki a Föld?]
A Naprendszer nagy testein kívül a tudósok a Földre eső kisebb sziklás látogatókat is megvizsgálták. A meteoritok számos forrásból származnak. Néhányan heves ütközések után kerültek el más bolygóktól, mások a korai Naprendszer maradék darabjai, amelyek soha nem növekedtek olyan nagynak, hogy összetartó testet képezzenek.
Noha a Marsból szándékosan nem sziklákat szállítottak vissza, meteoritok formájában léteznek minták, amelyek régen estek a Földre, így a tudósok megközelítést tudtak készíteni a Vörös Bolygón található sziklák koráról. E minták némelyikének 4,5 milliárd éves volt a korai bolygóképződés időpontjának más számításai.
Több mint 70 meteoritnak, amelyek a Földre estek, a korukat radiometrikus randevú számítással számították ki. Ezek közül a legrégebbi 4,4 és 4,5 milliárd év közötti.
Ötven ezer évvel ezelőtt egy szikla hullott le az űrből, hogy Meteor-krátert képezzen Arizonában. Az aszteroida darabjait gyűjtötték a kráter pereméből, és a közeli Canyon Diablo-nak nevezték el. A Canyon Diablo meteorit azért fontos, mert meteoritok osztályát képviseli olyan komponensekkel, amelyek lehetővé teszik a pontosabb randizást.
1953-ban Clair Cameron Patterson, a kaliforniai Technológiai Intézet neves geokémikusja megmérte az ólom izotópok arányát a meteorit mintáiban, amelyek szigorú korlátokat jelentettek a Föld korában. A meteorit mintái 4,53 milliárd évről 4,58 milliárd évre terjedtek. A tudósok ezt a tartományt úgy értelmezik, mint amennyi időbe telt a Naprendszer fejlődése - ez egy fokozatos esemény, amely körülbelül 50 millió év alatt zajlott le.
A tudósok nemcsak a Földön található sziklák, hanem a környező rendszerről összegyűjtött információk felhasználásával képesek voltak a Föld kora körülbelül 4,54 milliárd éves korára helyezni. Összehasonlításképpen: a Naprendszert tartalmazó Tejút galaxis körülbelül 13,2 milliárd éves, míg maga az univerzum 13,8 milliárd éves.
További irodalom:
- Tudja meg, hol vannak az Egyesült Államok legrégebbi sziklái.
- Tudjon meg többet a világ legrégebbi szikláiról és ásványainkról az American Természettudományi Múzeumból.
- Tudjon meg többet a Föld életkorának meghatározásáról az USA Földtani Felméréséből.
Ezt a cikket 2019. február 7-én frissítette a Space.com közreműködője, Elizabeth Howell.
