Obrázok „Modrý mramor“ Zeme získaný z nástroja VIIRS na palube satelitov NASA na pozorovanie Zeme - JE Suomi - 4. januára 2012.
(Obrázok: © NASA / NOAA / GSFC / JE JE Suomi / VIIRS / Norman Kuring)
Planéta Zem nemá rodný list, ktorý by zaznamenal jej vznik, čo znamená, že vedci strávili stovky rokov snahou určiť vek planéty. Aká stará je teda Zem?
Vedci uviedli, že vedci vypočítali, že Zem má 4,54 miliárd rokov, pričom rozsah chýb je 50 miliónov rokov, pričom sa datujú skaly v neustále sa meniacej kôre Zeme, ako aj skaly v susedných krajinách Zeme, ako je mesiac a navštevujúce meteority.
Ako staré sú vaše kamene?
Vedci urobili niekoľko pokusov o aktualizáciu planéty za posledných 400 rokov. Pokúsili sa predpovedať vek na základe meniacich sa hladín morí, času potrebného na ochladenie Zeme alebo Slnka na súčasné teploty a slanosť oceánu. S postupujúcou technológiou datovania sa tieto metódy ukázali ako nespoľahlivé; Napríklad sa ukázalo, že stúpanie a klesanie oceánu je proces, ktorý sa neustále mení, a nie postupne klesajúci.
A v ďalšom úsilí spočítať vek planéty sa vedci obrátili na skaly, ktoré pokrývajú jej povrch. Pretože však dosková tektonika neustále mení a vylepšuje kôru, prvé horniny sa už dávno recyklovali, roztavili a zreformovali na nové východiská.
Vedci musia tiež bojovať s problémom nazývaným Veľká nekonformita, v ktorom sa zdá, že sedimentárne vrstvy hornín chýbajú (napríklad v Grand Canyone existuje 1,2 miliardy rokov hornín, ktoré sa nedajú nájsť). Existuje niekoľko vysvetlení tejto nezrovnalosti; začiatkom roku 2019 jedna štúdia naznačovala, že globálna doba ľadová spôsobila, že sa ľadovce rozdrvili v skale, čo spôsobilo jej rozpad. Dosková tektonika potom hodila rozdrvenú horninu späť do vnútra Zeme, odstránila staré dôkazy a zmenila ju na novú horninu.
Na začiatku 20. storočia vedci zdokonalili proces rádiometrického randenia. Skorší výskum ukázal, že izotopy niektorých rádioaktívnych prvkov sa rozpadajú na iné prvky predvídateľnou rýchlosťou. Preskúmaním existujúcich prvkov môžu vedci vypočítať počiatočné množstvo rádioaktívneho prvku, a teda ako dlho trvalo, kým sa tieto prvky rozpadnú, čo im umožní určiť vek skaly.
Najstaršími horninami na Zemi, ktoré boli doteraz nájdené, sú Acasta ruly v severozápadnej Kanade neďaleko Veľkého otroka, ktoré sú staré 4,03 miliardy rokov. Horniny staršie ako 3,5 miliardy rokov sa však nachádzajú na všetkých kontinentoch. Grónsko sa môže pochváliť supracrustálnymi horninami Isua (starými 3,7 až 3,8 miliardy rokov), zatiaľ čo horniny v Svazijsku sú 3,4 až 3,5 miliárd rokov. Vzorky v Západnej Austrálii sú staré 3,4 až 3,6 miliardy rokov.
Výskumné skupiny v Austrálii našli najstaršie minerálne zrná na Zemi. Tieto malé kryštály kremičitanu zirkónia majú vek, ktorý dosahuje 4,3 miliardy rokov, čo z nich robí najstaršie materiály, ktoré sa doteraz na Zemi našli. Ich zdrojové horniny ešte neboli nájdené.
Horniny a zirkóny stanovili dolnú hranicu veku Zeme 4,3 miliardy rokov, pretože samotná planéta musí byť staršia ako čokoľvek, čo leží na jej povrchu.
Keď vznikol život, stále sa diskutuje, najmä preto, že niektoré skoré fosílie sa môžu javiť ako prírodné skalné formy. Niektoré z najranejších foriem života sa našli v západnej Austrálii, ako bolo oznámené v štúdii z roku 2018; vedci našli v nekonečných skalách 3,4 miliardy rokov malé vlákna, ktoré by mohli byť fosílnymi. Iné štúdie naznačujú, že život vznikol ešte skôr. Hematitové trubice v sopečnej hornine v Quebecu mohli obsahovať mikróby pred 3,77 až 4,29 miliardami rokov. Vedci, ktorí sa pozerajú na horniny v juhozápadnom Grónsku, videli tiež kužeľovité štruktúry, ktoré mohli obklopiť mikrobiálne kolónie asi pred 3,7 miliardami rokov.
Zoznámte sa so susedmi
V snahe ďalej spresniť vek Zeme sa vedci začali pozerať von. Materiál tvoriaci slnečnú sústavu bol oblak prachu a plynu, ktorý obklopoval mladé slnko. Gravitačné interakcie spojili tento materiál s planétami a mesiacmi približne v rovnakom čase. Štúdiom ďalších telies v slnečnej sústave sú vedci schopní dozvedieť sa viac o ranej histórii planéty.
Najbližšie telo na Zemi, mesiac, nezažíva procesy oživenia povrchu, ktoré sa vyskytujú naprieč krajinou Zeme. Na povrchu Mesiaca teda stále stoja skaly zo skorej lunárnej histórie. Vzorky vrátené z misií Apollo a Luna odhalili vek medzi 4,4 miliardami a 4,5 miliardami rokov, čo pomohlo obmedziť vek Zeme. Ako vznikol mesiac, je vecou debaty; Zatiaľ čo dominantná teória naznačuje, že na Zem narazil objekt veľkosti Marsu a fragmenty sa nakoniec zlúčili na Mesiac, iné teórie naznačujú, že sa mesiac tvoril pred Zemou. [Súvisiace: Ako vznikla Zem?]
Vedci okrem veľkých telies slnečnej sústavy študovali aj menších skalných návštevníkov, ktorí padli na Zem. Meteority pramenia z rôznych zdrojov. Niektoré sú odhodené z iných planét po násilných zrážkach, zatiaľ čo iné sú zvyšky zo skorej slnečnej sústavy, ktoré nikdy neboli dostatočne veľké na to, aby vytvorili súdržné telo.
Hoci sa z Marsu zámerne nevracali žiadne horniny, existujú vzorky vo forme meteoritov, ktoré dávno padli na Zem, čo umožňuje vedcom urobiť priblíženie o veku hornín na Červenej planéte. Niektoré z týchto vzoriek boli staré až 4,5 miliardy rokov, čo podporuje ďalšie výpočty dátumu skorej planetárnej tvorby.
Viac ako 70 meteoritov, ktoré padli na Zem, nechali vypočítať svoj vek pomocou rádiometrických údajov. Najstaršie z nich sú staré medzi 4,4 miliardami a 4,5 miliardami rokov.
Pred 50 000 rokmi sa z vesmíru vrhla skála, ktorá vytvorila kráter Meteor v Arizone. Črepy tohto asteroidu boli zozbierané z okraja kráteru a pomenované pre neďaleký kaňon Diablo. Meteorit Canyon Diablo je dôležitý, pretože predstavuje triedu meteoritov s komponentmi, ktoré umožňujú presnejšie datovanie.
V roku 1953, Clair Cameron Patterson, renomovaný geochemický pracovník v Kalifornskom technologickom inštitúte, zmeral v izotopoch izotopov olova vo vzorkách meteoritu, ktoré prísne obmedzili vek Zeme. Vzorky meteoritu vykazujú rozpätie od 4,53 do 4,58 miliardy rokov. Vedci interpretujú tento rozsah ako čas potrebný na vývoj slnečnej sústavy, postupnú udalosť, ktorá sa odohrala za približne 50 miliónov rokov.
Vedci dokázali využiť nielen horniny na Zemi, ale aj informácie zhromaždené o systéme, ktorý ju obklopuje, a tak dokázali umiestniť vek Zeme na približne 4,54 miliárd rokov. Na porovnanie, galaxia Mliečna dráha, ktorá obsahuje slnečnú sústavu, je stará približne 13,2 miliárd rokov, zatiaľ čo samotný vesmír je datovaný do 13,8 miliárd rokov.
Ďalšie čítanie:
- Zistite, kde sa nachádzajú najstaršie skaly v Spojených štátoch.
- Dozviete sa viac o najstarších skalách a mineráloch na svete z Amerického prírodovedného múzea.
- Prečítajte si viac o určení veku Zeme z amerického geologického prieskumu.
Tento článok bol aktualizovaný 7. februára 2019, prispievateľkou Space.com Elizabeth Howell.
