Kako se može odrediti starost Zemlje?

 

Istorija Zemlje zapisana je u stenama. Na mestima kao što je kanjon reke Kolorado (Veliki kanjon), litice nastale erozivnim dejstvom vode otkrivaju mnogobrojne slojeve tla slagane milionima godina. Pošto su stariji slojevi stena ispod novijih, geolozi na osnovu toga mogu da steknu predstavu o razvoju Zemljine kore. Ali to što znamo da su niži slojevi stariji ne govori nam kolika je njihova starost. U XIX veku, naučnici su na osnovu brzine kojom su se slojevi taložili u savremenim stenama procenili starost Zemlje. Njihove procene su bile u rasponu od manje-više mladalačka 3 miliona godina do staračkih 1,5 milijardi godina, pa i više. Sasvim je očigledno da je bio potreban bolji metod.

U Zemlji postoje prirodni satovi, koji se nalaze u stenju i drveću i u okeanskim dubinama, koji pokazuju njenu starost. Zemljini prirodni satovi su radioaktivni elementi – elementi čijim raspadanjem s vremenom nastaju drugi elementi. Određivanje starosti stena ili fosila pomoću radioaktivnih elemenata naziva se radiometrijsko određivanje starosti. Radioaktivni elementi mogu da posluže kao prirodni sat jer im je za raspadanje potrebno uvek isto vreme.

Određivanje starosti najčešće se vrši pomoću ugljenika. Ono je zasnovano na činjenici da svi organizmi iz vode i vazduha uzimaju i običan ugljenik-12 i radioaktivni ugljenik-14. Pri ispitivanju se pretpostavlja da se razmera te dve vrste ugljenika u vazduhu i vodi nije menjala tokom vremena, tako da su biljke i životinje hiljadama godina unosile te dve vrste ugljenika u istoj razmeri. Dok se količina ugljenika-12 u organizmu ne menja, ugljenik-14 se raspada. Posle 5730 godina ostane polovina početne količine. Prema tome, merenjem odnosa preostalih količina te dve vrste ugljenika u ostacima živih organizama, stiče se predstava o tome kolika je njihova starost. Međutim, nijedna metoda određivanja starosti nije potpuno pouzdana, pa zato geolozi osim ugljenika-14 traže još nekoliko radioaktivnih elemenata, kao što su, na primer, uranijum i torijum. Oni često proveravaju podatke koje su dobili tako što mere nivoe dva različita radioaktivna elementa u istom materijalu. A dva ispitivanja ponekad daju sasvim različite rezultate. Na primer, geolozi su uzeli uzorke korala sa jednog koralnog grebena uz obalu ostrva Barbadosa. Izmerili su nivoe ugljenika u koralima, kao i količine uranijuma i torijuma. Kod mladih korala, starih do 9000 godina, te dve metode davale su istu starost. Ali što je koral bio stariji, to su se rezultati više razlikovali. Dešavalo se da ispitivanje pomoću uranijuma i torijuma pokaže kako je komad korala star 20000 godina, a ispitivanje pomoću ugljenika-14 da ima samo 17000 godina. Nametalo se pitanje otkud tolika razlika i koje je ispitivanje bilo tačno. Naučnici su pretpostavili da je u tom slučaju ispitivanje uranijumom i torijumom bilo tačnije, pošto je ispitivanje ugljenikom-14 i ranije davalo neobične rezultate. To je možda zato što se količina ugljenika-14 u atmosferi poslednjih godina povećava, što znači da se ona možda i u prošlosti povećavala ili smanjivala. Pošto nije održavao stabilan nivo u odnosu na ugljenik-12, ugljenik-14 može biti nepouzdan pri određivanju starosti.

Merenjem raspadanja uranijuma-238, čije je vreme poluraspada 4,47 milijardi godina, određeno je da su neke stene na Zemlji stare oko 3,8 milijardi godina. Ali koliko je Zemlja starija od njih? O tome se više saznalo ispitivanjem stena koje su astronauti doneli sa Meseca. Pokazalo se da su one stare 4,6 milijardi godina – baš kao i meteoroidi koji velikom brzinom doleću na Zemlju iz bližih delova Sunčevog sistema. Zato naučnici misle da se Sunčev sistem, uključujući i Zemlju i Mesec, obrazovao pre nekih 4,6 milijardi godina.

*Zanimljivost: tačnost „ugljeničnog sata” može se proveriti pomoću mrtvog drveta. Prvo se izmeri količina ugljenika i pomoću nje odredi starost drveta. Zatim se prebroje godovi (svaki pokazuje jednu godinu), pa uporede dobijeni rezultati.