Zgodovina Zemlje je ujeta na svojih kamnih. V krajih, kot je Grand Canyon, voda, ki ruši njegove stene, izpostavlja plasti kamnin, iz katerih so nastale te stene.
Ker stari sloji ležijo pod novimi, lahko geologi dobijo neko predstavo o tem, kako je nastala skorja. A če vemo, da so globoki sloji starejši, nam ne pove, kakšna je njihova absolutna starost, torej koliko so stari.
Kako ste izračunali starost zemlje?
Znanstveniki 19. stoletja so skušali izračunati starost Zemlje, ki temelji na časovnem pasu kamnitih tvorb v sodobnem času. Lahko pa so le ugibali. Po njihovih rezultatih se starost našega planeta giblje od 3 milijonov let do 1,5 milijarde let. Raztresenost je 500-krat, takšnega rezultata seveda ni mogoče imenovati natančnega. Seveda je bila potrebna drugačna metoda. Znanstveniki so želeli najti uro, ki bi, če bi bila ranjena v času nastanka, nadaljevala vse do našega časa. Če pogledamo takšno uro, bi lahko natančno nakazali starost Zemlje.
S čim lahko natančno izračunate starost Zemlje?
In izkazalo se je, da takšne ure obstajajo: v skalah, drevesih in v oceanskih globinah. Te naravne ure so radioaktivni elementi, ki sčasoma razpadejo in tvorijo druge elemente. Določanje starosti kamnin ali fosilov z uporabo radioaktivnih elementov se imenuje radiometrično datiranje.V enoti časa razpade strogo določen del radioaktivnega materiala. Ta delež ni odvisen od mase prvotne radioaktivne snovi.
Radiokarbonska metoda
Kot primer vzemimo radiokarbonsko metodo. Temelji na dejstvu, da živi organizmi iz zraka in vode absorbirajo navadni ogljik-12 in njegov radioaktivni izotop ogljik-14. Predpostavimo, da razmerje teh dveh izotopov v vodi in zraku ostane konstantno.
V tem razmerju so izotopi ogljika v živih organizmih. Ko telo preneha biti pokvarljivo, po mnogih letih količina navadnega ogljika v njegovih ostankih ostane enaka, kot je bila ob smrti, radioaktivni izotop pa razpade (ogljik-14). Ta izotop razpade na polovico v 5730 letih. Znanstveniki lahko z merjenjem razmerja dveh izotopov ogljika v ostankih nekoč živega organizma določijo starost teh ostankov.
Zanimivost: Radioaktivni elementi lahko služijo kot naravna ura, saj radioaktivno razpadanje upošteva stroge časovne vzorce.
Preverjanje rezultatov
Seveda nobenega od načinov zmenkov ne moremo šteti za popolnoma zanesljivega. Zato geologi za zvestobo poleg ogljika-14 preiskujejo več radioaktivnih elementov, na primer uran ali torij. Znanstveniki preverjajo svoje rezultate z izvajanjem dvojnih testov z različnimi radioaktivnimi izotopi na istem materialu. Včasih dve metodi data različne rezultate.Na primer, geologi so vzeli vzorce koralnega grebena ob obali Barbadosa na študij.
Izmerili smo vsebnost ogljika, pa tudi urana in torija. Če je koral "mlad", torej ne starejši od 9000 let, potem vse metode dajejo enake rezultate. Ampak, če se je koral izkazal za starejše, so rezultati morda dvoumni. Urano-torijska metoda je določila starost koral 20.000 let, ogljikova pa le 17.000 let. Kaj je razlog za tako veliko razliko? In katera metoda je bolj natančna? Znanstveniki menijo, da je metoda urana-torija natančnejša, saj je radiokarbonska metoda že prej dala dvoumne ali celo dvomljive rezultate.
Zanesljivost metod merjenja starosti
Radiometrična metoda datiranja ni popolnoma zanesljiva. Zato znanstveniki raziskujejo dva različna radioaktivna elementa istega materiala. Razlog je lahko v tem, da se je na primer v zadnjih letih vsebnost ogljika-14 v ozračju povečala, kar pomeni, da bi se lahko v preteklosti spreminjala v eno ali drugo smer. Če bi se razmerje med ogljikom 14 in ogljikom 12 spremenilo, radiokarbonska metoda ne more zanesljivo določiti starosti ostankov starodavnih organizmov, saj temelji na dejstvu, da vsebnost radioaktivnega ogljika v atmosferi in vodi ostane nespremenjena.
Starost Zemlje, Lune in Osončja
Razpolovna doba urana znaša 4,5 milijarde let. Meritve starosti nekaterih kamnin Zemlje po metodi urana-torija so pokazale, da so stare približno 3,8 milijarde let. Kako ugotoviti, kako zgodaj se je oblikoval naš planet? Raziskovanje vzorcev lunarne zemlje,znanstveniki so ugotovili, da je njihova starost približno 4,6 milijarde let, prav tako starost meteoritov, ki so na Zemljo prispeli iz tesno ležečih območij osončja. Zato znanstveniki verjamejo, da se je celoten osončje, vključno z Luno in soncem, oblikovalo pred približno 4,6 milijarde let.