Μια εικόνα «Γαλάζιου Μαρμάρου» της Γης που ελήφθη από το όργανο VIIRS πάνω στον δορυφόρο της Γης της NASA - Suomi NPP - στις 4 Ιανουαρίου 2012.
(Εικόνα: © NASA / NOAA / GSFC / Suomi NPP / VIIRS / Norman Kuring)
Ο πλανήτης Γη δεν διαθέτει πιστοποιητικό γέννησης για να καταγράψει τον σχηματισμό του, πράγμα που σημαίνει ότι οι επιστήμονες πέρασαν εκατοντάδες χρόνια αγωνιζόμενοι για να προσδιορίσουν την ηλικία του πλανήτη. Λοιπόν, πόσο χρονών είναι η Γη;
Με τη χρονολόγηση των βράχων στον συνεχώς μεταβαλλόμενο φλοιό της Γης, καθώς και των πετρωμάτων στους γείτονες της Γης, όπως το φεγγάρι και οι μετεωρίτες που επισκέπτονται, οι επιστήμονες υπολόγισαν ότι η Γη είναι 4,54 δισεκατομμύρια χρόνια, με εύρος σφάλματος 50 εκατομμύρια χρόνια.
Πόσο χρονών είναι οι βράχοι σου;
Οι επιστήμονες έχουν κάνει πολλές προσπάθειες να χρονολογήσουν τον πλανήτη τα τελευταία 400 χρόνια. Έχουν προσπαθήσει να προβλέψουν την ηλικία με βάση την αλλαγή της στάθμης της θάλασσας, τον χρόνο που χρειάστηκε για να κρυώσει η Γη ή ο Ήλιος για να παρουσιάσουν θερμοκρασίες και την αλατότητα του ωκεανού. Καθώς η τεχνολογία γνωριμιών εξελίχθηκε, αυτές οι μέθοδοι αποδείχτηκαν αναξιόπιστες. Για παράδειγμα, η άνοδος και η πτώση του ωκεανού αποδείχθηκε ότι ήταν μια συνεχώς μεταβαλλόμενη διαδικασία παρά μια σταδιακά παρακμάζουσα διαδικασία.
Και σε μια άλλη προσπάθεια υπολογισμού της ηλικίας του πλανήτη, οι επιστήμονες στράφηκαν στα βράχια που καλύπτουν την επιφάνειά του. Ωστόσο, επειδή η τεκτονική των πλακών αλλάζει και ανανεώνει συνεχώς το φλοιό, οι πρώτοι βράχοι έχουν ανακυκλωθεί, λιώσει και μεταρρυθμιστεί σε νέα σημεία.
Οι επιστήμονες πρέπει επίσης να αντιμετωπίσουν ένα ζήτημα που ονομάζεται Μεγάλη Ανισορροπία, το οποίο είναι όπου λείπουν ιζηματογενή στρώματα βράχου (στο Γκραν Κάνυον, για παράδειγμα, υπάρχουν 1,2 δισεκατομμύρια χρόνια βράχου που δεν μπορούν να βρεθούν). Υπάρχουν πολλές εξηγήσεις για αυτήν την ασυμβατότητα. στις αρχές του 2019, μια μελέτη έδειξε ότι μια παγκόσμια εποχή των παγετών προκάλεσε τους παγετώνες να αλέσουν στο βράχο, προκαλώντας την αποσύνθεσή του. Στη συνέχεια, η τεκτονική της πλάκας έριξε το θρυμματισμένο βράχο πίσω στο εσωτερικό της Γης, αφαιρώντας τα παλιά στοιχεία και μετατρέποντάς το σε νέο βράχο.
Στις αρχές του 20ού αιώνα, οι επιστήμονες βελτίωσαν τη διαδικασία της ραδιομετρικής χρονολόγησης. Παλαιότερη έρευνα είχε δείξει ότι τα ισότοπα ορισμένων ραδιενεργών στοιχείων αποσυντίθενται σε άλλα στοιχεία με προβλέψιμο ρυθμό. Εξετάζοντας τα υπάρχοντα στοιχεία, οι επιστήμονες μπορούν να υπολογίσουν την αρχική ποσότητα ενός ραδιενεργού στοιχείου και, συνεπώς, πόσο καιρό χρειάστηκε να αποσυντεθούν τα στοιχεία, επιτρέποντάς τους να προσδιορίσουν την ηλικία του βράχου.
Τα παλαιότερα βράχια στη Γη που βρέθηκαν μέχρι σήμερα είναι το Acasta Gneiss στον βορειοδυτικό Καναδά κοντά στη λίμνη Great Slave, που είναι 4,03 δισεκατομμύρια χρόνια. Όμως βράχοι ηλικίας άνω των 3,5 δισεκατομμυρίων ετών μπορούν να βρεθούν σε όλες τις ηπείρους. Η Γροιλανδία μπορεί να υπερηφανεύεται για τους υπερακρυσταλλικούς βράχους Isua (3,7 έως 3,8 δισεκατομμύρια χρόνια), ενώ οι βράχοι στη Σουαζιλάνδη είναι 3,4 δισεκατομμύρια έως 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Τα δείγματα στη Δυτική Αυστραλία έχουν διάρκεια 3,4 δισεκατομμύρια έως 3,6 δισεκατομμύρια χρόνια.
Ερευνητικές ομάδες στην Αυστραλία βρήκαν τους παλαιότερους ορυκτούς κόκκους στη Γη. Αυτοί οι μικροί κρύσταλλοι πυριτικού ζιρκονίου έχουν ηλικίες που φτάνουν τα 4,3 δισεκατομμύρια χρόνια, καθιστώντας τους τα παλαιότερα υλικά που έχουν βρεθεί στη Γη μέχρι στιγμής. Οι πηγές τους δεν έχουν βρεθεί ακόμη.
Οι βράχοι και τα ζιργκόν θέτουν χαμηλότερο όριο στην ηλικία της Γης 4,3 δισεκατομμυρίων ετών, επειδή ο ίδιος ο πλανήτης πρέπει να είναι παλαιότερος από οτιδήποτε βρίσκεται στην επιφάνειά του.
Όταν η ζωή προέκυψε είναι ακόμη υπό συζήτηση, ειδικά επειδή ορισμένα πρώιμα απολιθώματα μπορούν να εμφανιστούν ως φυσικές μορφές βράχου. Μερικές από τις πρώτες μορφές ζωής έχουν βρεθεί στη Δυτική Αυστραλία, όπως ανακοινώθηκε σε μια μελέτη του 2018. οι ερευνητές βρήκαν μικροσκοπικά νημάτια σε βράχους 3,4 δισεκατομμυρίων ετών που θα μπορούσαν να είναι απολιθώματα. Άλλες μελέτες δείχνουν ότι η ζωή προήλθε ακόμη νωρίτερα. Οι σωλήνες αιματίτη σε ηφαιστειακό βράχο στο Κεμπέκ θα μπορούσαν να είχαν συμπεριλάβει μικρόβια από 3,77 έως 4,29 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Οι ερευνητές που εξέταζαν βράχους στη νοτιοδυτική Γροιλανδία είδαν επίσης δομές τύπου κώνου που θα μπορούσαν να είχαν περιβάλει μικροβιακές αποικίες πριν από περίπου 3,7 δισεκατομμύρια χρόνια.
Γνωρίστε τους γείτονες
Σε μια προσπάθεια να βελτιωθεί περαιτέρω η εποχή της Γης, οι επιστήμονες άρχισαν να κοιτάζουν προς τα έξω. Το υλικό που σχημάτισε το ηλιακό σύστημα ήταν ένα σύννεφο σκόνης και αερίου που περιβάλλει τον νεαρό ήλιο. Οι βαρυτικές αλληλεπιδράσεις συνένωσαν αυτό το υλικό στους πλανήτες και τα φεγγάρια περίπου την ίδια στιγμή. Μελετώντας άλλα σώματα στο ηλιακό σύστημα, οι επιστήμονες μπορούν να μάθουν περισσότερα για την πρώιμη ιστορία του πλανήτη.
Το πλησιέστερο σώμα στη Γη, το φεγγάρι, δεν βιώνει τις διεργασίες ανακύκλωσης που εμφανίζονται στο τοπίο της Γης. Ως εκ τούτου, βράχοι από την πρώιμη σεληνιακή ιστορία εξακολουθούν να κάθονται στην επιφάνεια του φεγγαριού. Δείγματα που επέστρεψαν από τις αποστολές Απόλλωνα και Λούνα αποκάλυψαν ηλικίες μεταξύ 4,4 δισεκατομμυρίων και 4,5 δισεκατομμυρίων ετών, βοηθώντας στον περιορισμό της ηλικίας της Γης. Το πώς σχηματίζεται το φεγγάρι είναι θέμα συζήτησης. ενώ η κυρίαρχη θεωρία υποδηλώνει ότι ένα αντικείμενο μεγέθους Άρη έπεσε στη Γη και τα θραύσματα συγκεντρώθηκαν τελικά στο φεγγάρι, άλλες θεωρίες υποδηλώνουν ότι το φεγγάρι σχηματίστηκε πριν από τη Γη. [Σχετικά: Πώς σχηματίστηκε η Γη;]
Εκτός από τα μεγάλα σώματα του ηλιακού συστήματος, οι επιστήμονες έχουν μελετήσει μικρότερους βραχώδεις επισκέπτες που έχουν πέσει στη Γη. Οι μετεωρίτες προέρχονται από διάφορες πηγές. Μερικοί απομακρύνονται από άλλους πλανήτες μετά από βίαιες συγκρούσεις, ενώ άλλοι είναι απομεινάρια από το πρώιμο ηλιακό σύστημα που ποτέ δεν μεγάλωσαν αρκετά για να σχηματίσουν ένα συνεκτικό σώμα.
Αν και δεν έχουν επιστραφεί σκόπιμα από τον Άρη, υπάρχουν δείγματα με τη μορφή μετεωριτών που έπεσαν στη Γη πολύ καιρό, επιτρέποντας στους επιστήμονες να κάνουν προσεγγίσεις σχετικά με την ηλικία των πετρωμάτων στον Κόκκινο Πλανήτη. Μερικά από αυτά τα δείγματα έχουν χρονολογηθεί στα 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, υποστηρίζοντας άλλους υπολογισμούς της ημερομηνίας του πρώιμου πλανητικού σχηματισμού.
Περισσότεροι από 70 μετεωρίτες που έχουν πέσει στη Γη υπολογίζονται οι ηλικίες τους με ραδιομετρική χρονολόγηση. Τα παλαιότερα από αυτά είναι μεταξύ 4,4 δισεκατομμυρίων και 4,5 δισεκατομμυρίων ετών.
Πριν από πενήντα χιλιάδες χρόνια, ένας βράχος πέταξε από το διάστημα για να σχηματίσει τον Μετεωρίτη Κρατήρα στην Αριζόνα. Θραύσματα αυτού του αστεροειδούς έχουν συλλεχθεί από το χείλος του κρατήρα και ονομάστηκαν για το κοντινό Canyon Diablo. Ο μετεωρίτης Canyon Diablo είναι σημαντικός επειδή αντιπροσωπεύει μια κατηγορία μετεωριτών με συστατικά που επιτρέπουν ακριβέστερη χρονολόγηση.
Το 1953, ο Clair Cameron Patterson, ένας διάσημος γεωχημικός στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας, μέτρησε τις αναλογίες των ισοτόπων μολύβδου σε δείγματα του μετεωρίτη που θέτουν αυστηρούς περιορισμούς στην ηλικία της Γης. Τα δείγματα του μετεωρίτη δείχνουν διάδοση από 4,53 δισεκατομμύρια σε 4,58 δισεκατομμύρια χρόνια. Οι επιστήμονες ερμηνεύουν αυτό το εύρος ως το χρόνο που χρειάστηκε για να εξελιχθεί το ηλιακό σύστημα, ένα σταδιακό γεγονός που έλαβε χώρα πάνω από περίπου 50 εκατομμύρια χρόνια.
Χρησιμοποιώντας όχι μόνο τους βράχους στη Γη, αλλά και πληροφορίες που συγκεντρώθηκαν για το σύστημα που το περιβάλλει, οι επιστήμονες μπόρεσαν να τοποθετήσουν την ηλικία της Γης σε περίπου 4,54 δισεκατομμύρια χρόνια. Συγκριτικά, ο Γαλαξίας που περιέχει το ηλιακό σύστημα είναι περίπου 13,2 δισεκατομμύρια χρόνια, ενώ το ίδιο το σύμπαν χρονολογείται στα 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια.
Περαιτέρω ανάγνωση:
- Μάθετε πού βρίσκονται τα παλαιότερα βράχια στις Ηνωμένες Πολιτείες.
- Μάθετε περισσότερα για τους παλαιότερους βράχους και μεταλλεύματα στον κόσμο, από το Μουσείο Αμερικανικής Φυσικής Ιστορίας.
- Διαβάστε περισσότερα σχετικά με τον προσδιορισμό της ηλικίας της Γης από τη Γεωλογική έρευνα των ΗΠΑ.
Αυτό το άρθρο ενημερώθηκε στις 7 Φεβρουαρίου 2019, από τη συνεισφέρτρια του Space.com Elizabeth Howell.
