عمر الأرض

إنه ، على الأقل في الوقت الحالي ، الكوكب الوحيد الذي توجد عليه الحياة. إنها المسافة الصحيحة تمامًا من الشمس بحيث يمكن أن يكون هناك ماء في شكل سائل ودرجة حرارة مريحة بما يكفي لنمو ملايين النباتات والحيوانات. الارض.

كم عمرك؟ كانت رحلته إلى ما هو عليه اليوم رحلة طويلة وخطيرة. الفضاء الخارجي ليس مكانا آمنا. لكن، ما هو عمر الأرض وكيف تم حسابه؟

كم عمر الأرض؟

على الرغم من عدم وجود رقم دقيق ، من المعروف أن كوكبنا يبلغ من العمر حوالي 4.500 مليار سنة. تمكن الجيولوجيون وعلماء الجيوفيزياء من حساب العمر عن طريق قياس معدل تحلل عناصر معدن اليورانيوم المشع إلى رصاص. كما أنهم، باستخدام تقنيات التأريخ الإشعاعي، حددوا عمر النيازك، وهو مماثل لعمر الأرض والقمر.

أقدم معدن معروف هو الزركون من منطقة جاك هيلز في غرب أستراليا. يقدر عمرها بـ 4.404،4.567 مليون سنة. أقدم النيازك الموجودة في النظام الشمسي ، أي المواد الغنية بالكالسيوم والألومنيوم ، يبلغ عمرها XNUMX مليون سنة. هذا يعني ذاك بدأ تشكل النظام الشمسي منذ 4.567 مليار سنة.

تنص إحدى الفرضيات على أن الأرض بدأت في التكون بعد فترة وجيزة من ظهور النيازك ، لكن ليس من الممكن بعد تحديد عمرها بدقة.

النظريات الأولى

لفترة طويلة كان يُعتقد أن الكوكب كان موجودًا إلى الأبد ، حتى بدأ علماء الطبيعة في فهم التغييرات المختلفة التي مر بها الكوكب من خلال دراسة طبقاته. كان نيكولاس ستينو من أوائل الذين أدركوا العلاقة بين بقايا الحفريات والطبقات المذكورة أعلاه. حوالي عام 1790، افترض عالم الطبيعة البريطاني ويليام سميث أنه إذا كانت طبقتان صخريتان تقعان في أماكن مختلفة تحتويان على بقايا أحفورية مماثلة، فمن المحتمل جدًا أن كلتا الطبقتين تنتميان إلى نفس الفترة. وبعد سنوات، استخدم ابن أخيه، جون فيليبس، هذه التقنيات لحساب أن عمر الأرض سيكون حوالي 96 مليون سنة.

يعتقد عالم الطبيعة ميخائيل لومونوسوف أن الأرض قد تشكلت بشكل مستقل عن بقية الكون ، قبل مئات الآلاف من السنين. في عام 1779، أجرى عالم الطبيعة الفرنسي كونت دو بوفون تجربة: حيث أنشأ كرة صغيرة كان تركيبها مشابهًا لتركيب الكوكب ثم قام بقياس معدل تبريدها. وبذلك قدّر عمر الأرض بحوالي 75 ألف سنة.

ومع ذلك، ولم يكن الأمر كذلك حتى عام 1830 عندما اقترح عالم جيولوجي يدعى تشارلز لايل أن الكوكب يتغير باستمرار. على الرغم من أن هذا قد يبدو طبيعيًا ومنطقيًا تمامًا بالنسبة لنا اليوم، إلا أنه في ذلك الوقت كانت نظرية جديدة جدًا، حيث كانوا يعتقدون أن الكوكب شيء ثابت، لا يتغير إلا من خلال الكوارث الطبيعية.

الحسابات

بنية في عام 1862، نشر ويليام تومسون من غلاسكو سلسلة من الحسابات التي قدرت عمر كوكبنا بما بين 24 مليون إلى 400 مليون سنة. افترض اللورد كلفن، كما سيُطلق عليه لاحقًا، أن الأرض تشكلت على شكل كرة من الصخور المنصهرة، وقام بحساب الوقت الذي تستغرقه عملية التبريد للوصول إلى متوسط ​​درجة حرارتها الحالية (14 درجة مئوية). وعلى الرغم من كل شيء، لم يكن الجيولوجيون مقتنعين تماما بصحة هذه الفرضية.

اقترح تشارلز داروين، الذي درس أعمال ليل، نظريته في الانتقاء الطبيعي، وهي عملية تتطلب من خلالها سلسلة من التغييرات في الكائنات الحية، وبالطبع الوقت المناسب لحدوثها. لذلك، اعتقد أن 400 مليون سنة كانت فترة غير كافية.

في عام 1856، قدم الفيزيائي الألماني هيرمان فون هيلمهولت، وفي عام 1892، قدم عالم الفلك الكندي سيمون نيوكومب حساباتهما الخاصة. الأول كان عمره 22 مليون سنة، والثاني كان عمره 18 مليون سنة. وتوصل العلماء إلى هذه الأرقام من خلال حساب الوقت الذي استغرقته الشمس لتتطور لتصل إلى قطرها الحالي وكثافتها من سديم من الغاز والغبار تشكلت منه.

تطوير التأريخ الإشعاعي

يمكننا حاليًا الحصول على فكرة عن مدى تقدم الصخور والمعادن بفضل التأريخ الإشعاعي ، والذي إنها عملية طورها آرثر هولمز في بداية القرن العشرين وتعتمد على نسب نظير يسمى الوالد وواحد أو أكثر من الذراري الذين يكون نصف عمرهم معروفًا.

تم نشر التأريخ الإشعاعي لأول مرة في عام 1907 من قبل بيرتران بولتوود وهو اليوم المصدر الرئيسي للمعلومات حول عمر الصخور ، أو كوكب الأرض نفسه. هناك طرق مختلفة للتعارف وهي:

• طريقة الكربون 14: إنه مفيد للتأريخ في علم الآثار والأنثروبولوجيا وعلم المناخ وعلم المحيطات وعلم الآثار والجيولوجيا الحديثة.
• طريقة البوتاسيوم والأرجون: يستخدم في الجيولوجيا.
• طريقة الروبيديوم - الإترونتيوم:يتم استخدامه في تأريخ الصخور الأرضية القديمة وكذلك العينات القمرية.
• طرق الثوريوم 230: تستخدم في تأريخ رواسب المحيط القديمة جدًا.
• طرق الرصاص: يستخدم في الجيولوجيا.

وهكذا، أجرى هولمز قياسات على عينات من الصخور، وفي عام 1911 خلص إلى أن أقدمها يبلغ عمره 1600 مليار سنة. ولكن هذه الحسابات لم تكن موثوقة للغاية. وبعد مرور عامين، نُشرت نتائج أظهرت أن العناصر لها نظائر، وهي أشكال مختلفة ذات كتل مختلفة. في ثلاثينيات القرن العشرين، تبين أن النظائر تحتوي على أنوية مكونة من أعداد مختلفة من الجسيمات المحايدة، أو النيوترونات.

تم تجاهل عمل هولمز حتى عشرينيات القرن الماضي ، عندما في عام 1921، في الاجتماع السنوي للجمعية البريطانية لتقدم العلوم، أثبت الأعضاء أن عمر الكوكب كان بضعة مليارات من السنين، وأن التأريخ الإشعاعي كان موثوقًا. وفي عام 1927 نشر كتابه "عمر الأرض: مقدمة للأفكار الجيولوجية" حيث قدر عمره بأنه يتراوح بين 1600 و3000 مليون سنة.

حوالي عام 1931، قام المجلس الوطني للبحوث التابع للأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة بتعيين لجنة لتحديد عمر الأرض. وقد تمت دعوة هولمز للانضمام إلى اللجنة، باعتباره أحد الأشخاص القلائل الذين لديهم دراية بتقنيات التأريخ الإشعاعي. ذكر تقريرهم أن التأريخ الإشعاعي هو الطريقة الوحيدة الموثوقة التي يمكن استخدامها لتحديد تسلسل الأزمنة الجيولوجية.

وأخيرًا، قام سي سي باترسون بحساب عمر الأرض في عام 1956 باستخدام تأريخ النظائر لسلسلة اضمحلال اليورانيوم والرصاص في النيازك.

لا يزال كوكبنا أمامه ملايين السنين من العمر. إذا كانت النظرية في النهاية أن الشمس "تبتلع" الأرض عندما تتحول إلى عملاق أحمر ، فيمكننا أن نكون على يقين تقريبًا من أنها ستستمر في الدوران حول الشمس لنحو 5 مليارات سنة.