Iš kur mokslininkai žino, kiek Žemei metų?

„Kai Žemės mokslininkas žiūri į uolieną, ji nėra tik uoliena. Tai tarsi istorija, kurią galima bandyti iššifruoti“, – sakė Kolorado universiteto Boulderyje geologė Becky Flowers.

Kai mineralai susidaro iš magmos ar lavos, juose dažnai būna radioaktyviųjų medžiagų, pavyzdžiui, urano, pėdsakų. Laikui bėgant šie radioaktyvūs elementai suyra, t. y. skleidžia radiaciją, galiausiai virsta naujais, stabilesniais elementais, kurie lieka įkalinti mineralo viduje.

Paimkime radioaktyvųjį uraną-238, įprastą urano formą. Jo atomai išskiria energiją, kol galiausiai virsta švinu. Šis procesas vyksta fiksuotu greičiu, vadinamu pusamžiu, kuris atitinka laiką, per kurį suyra pusė atomų. Urano-238 pusėjimo trukmė yra daugiau kaip 4 mlrd. metų, t. y. pusė mėginyje esančio urano-238 virsta švinu per daugiau kaip 4 mlrd. metų. Dėl to jis puikiai tinka labai seniems objektams datuoti.

Žinodami šias pusėjimo trukmes, galime apskaičiuoti uolienos amžių pagal „motininio“ radioaktyvaus elemento ir „dukterinio“ stabilaus elemento santykį – šis metodas vadinamas radiometriniu datavimu.

Mineralas cirkonas dažniausiai naudojamas radiometriniam datavimui, nes jame yra palyginti daug urano. Urano ir švino datavimas yra tik viena iš radiometrinio datavimo rūšių. Kitose rūšyse naudojami skirtingi elementai.

Naudodami šiuos metodus geologai Žemėje rado iškasenų, datuojamų net 4,4 mlrd. metų senumo datomis, o tai reiškia, kad planeta egzistuoja mažiausiai tiek pat laiko. Tačiau jei mokslininkai teigia, kad Žemei daugiau nei 4,5 mlrd. metų, iš kur atsirado tie papildomi maždaug 100 mln. metų?

Žemė, kaip minėta, per milijardus metų labai pasikeitė, ypač dėl tokių procesų, kaip plokščių tektonika, kai keičiasi Žemės pluta, iš magmos susidaro nauja žemė, o sena žemė palindo po paviršiumi. Todėl sunku rasti uolienų iš pačios planetos istorijos pradžios – jos jau seniai išgraužtos arba išsilydžiusios atgal į žaliavą.

Tačiau mokslininkai radiometriniu datavimu gali nustatyti ir kitų Saulės sistemos dalių uolienų amžių. Kai kuriuose meteorituose yra medžiagų, kurių amžius viršija 4,56 mlrd. metų, o Mėnulio ir Marso uolienos taip pat datuojamos maždaug prieš 4,5 mlrd. metų.

Šios datos yra gana artimos laikui, kai, mokslininkų nuomone, Saulės sistema pradėjo formuotis iš dujų ir dulkių debesies, supančio naujai gimusią Saulę. Žinodami visus šiuos santykinius amžius, galime pradėti dėlioti laiko juostą, kaip pradėjo formuotis Žemė, Mėnulis, Marsas ir visos kitos mažos uolienos, plaukiojančios netolimoje erdvėje.