Возраст Земли
Во́зраст Земли́ — время, которое прошло с момента образования Земли как самостоятельной планеты. Возраст Земли составляет 4,54 миллиарда лет (с погрешностью в ±1 %)[1][2][3]. Эти данные базируются на радиоизотопной датировке метеоритов (хондритов), образовавшихся до начала формирования планет[4]. Они получены в первую очередь с помощью свинец-свинцового метода, разработанного Клэром Паттерсоном. Эта оценка почти не менялась с 1956 года, она соответствует возрасту старейших земных и лунных образцов и оценке возраста Солнечной системы.
История исследований
правитьВ древности понятия возраста Земли и возраста Вселенной не различались. Христианские теологи и натурфилософы давали оценку возраста Земли на основании библейской Книги Бытия, в основном эти оценки варьировались в пределах нескольких тысяч лет. Особое мнение высказал Филон Александрийский (I век н. э.), который писал, что нет смысла измерять время от сотворения мира такими единицами, которые появились после сотворения: «не мир был создан в какое-то время, а время обязано миру своим существованием»[5].
Первую научную оценку возраста Земли дал в XVIII веке французский дипломат Бенуа де Майе[англ.] (опубликована посмертно, 1748). На основании полученных им геологических данных и с помощью не вполне убедительных рассуждений де Майе получил довольно близкую к реальности оценку: Земле 2,4 миллиарда лет. Другие учёные XVII—XVIII веков давали намного меньшие оценки. Чарльз Дарвин указал, что биологическая эволюция занимает десятки, если не сотни, миллионов лет. Лорд Кельвин в 1868 году опубликовал математическую модель остывания Земли (как потом выяснилось, основанную на произвольном допущении о постоянстве теплопроводности земного вещества), и получил диапазон 20—400 миллионов лет. Близкую оценку по результатам исследования осадочных пород дал геолог Джон Филлипс (1860): 96 миллионов лет; примерно такой же возраст астрономы приписывали Солнцу. Ирландский математик и инженер Джон Перри[англ.] в 1895 году подверг критике модель Кельвина и дал свою верхнюю оценку возраста Земли: 4 миллиарда лет. Окончательную точку в дискуссии поставило открытие в начале XX века метода радиоизотопного датирования[5].
После развития методов радиоизотопной датировки оказалось, что многие образцы минералов имеют возраст более миллиарда лет. Старейшие из найденных на данный момент[когда?] — мелкие кристаллы циркона из Джек-Хилз в Западной Австралии — их возраст не менее 4404 миллионов лет[6][7][8]. На основе сравнения массы и светимости Солнца и других звёзд был сделан вывод, что Солнечная система не может быть намного старше этих кристаллов. Конкреции, богатые кальцием и алюминием, встречающиеся в метеоритах — самые старые известные образцы, которые сформировались в пределах Солнечной системы: их возраст равен 4567 миллионов лет[9][10], что даёт возможность установить возраст Солнечной системы и верхнюю границу возраста Земли. Существует гипотеза, что аккреция Земли началась вскоре после образования кальций-алюминиевых конкреций и метеоритов. Поскольку точное время аккреции Земли неизвестно и различные модели дают от нескольких миллионов до 100 миллионов лет, точный возраст Земли трудно определить. Кроме того, трудно определить точный возраст старейших пород, выходящих на поверхность Земли, поскольку они составлены из минералов разного возраста.
С 1948 года Клер Паттерсон в сотрудничестве с Джорджем Тилтоном разрабатывал метод измерения возраста магматических пород уран-свинцовым и свинец-свинцовым методами. Полагая, что метеориты являются остаточным материалом со времен образования Солнечной системы, и, таким образом, измеряя возраст одного из метеоритов можно измерить и возраст Земли, в 1953 году Паттерсон взял образцы из метеорита Каньо́н-Дья́бло и получил оценку возраста Земли в 4,5 миллиард лет. Затем оценка была уточнена до 4,55 миллиарда лет (плюс-минус 70 миллионов лет)[11].
Эта оценка до сих пор существенно не изменилась, в настоящее время возраст Земли оценивается как 4,54 миллиарда лет.
См. также
правитьПримечания
править- ↑ Age of the Earth. U.S. Geological Survey (1997). Дата обращения: 2010-20-12. Архивировано 3 апреля 2021 года.
- ↑ Dalrymple, G. Brent. The age of the Earth in the twentieth century: a problem (mostly) solved (англ.) // Special Publications, Geological Society of London : journal. — 2001. — Vol. 190. — P. 205—221. — doi:10.1144/GSL.SP.2001.190.01.14.
- ↑ Manhes, Gérard; Allègre, Claude J.; Dupré, Bernard; and Hamelin, Bruno. Lead isotope study of basic-ultrabasic layered complexes: Speculations about the age of the earth and primitive mantle characteristics (англ.) // Earth and Planetary Science Letters, Elsevier B.V. : journal. — 1980. — Vol. 47. — P. 370—382. — doi:10.1016/0012-821X(80)90024-2. — .
- ↑ Хейзен, 2017, с. 68.
- ↑ 1 2 Ливио, Марио, 2015, Главы 4, 5. Сколько лет Земле?.
- ↑ Wilde S.A., Valley J.W., Peck W.H., Graham C.M. Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago (англ.) // Nature. — 2001. — Vol. 409. — P. 175—178. — doi:10.1038/35051550. — . Архивировано 29 июня 2017 года.
- ↑ Valley, John W.; Peck, William H.; Kin, Elizabeth M. Zircons Are Forever // The Outcrop, Geology Alumni Newsletter. — 1999. — С. 34—35. Архивировано 18 января 2019 года.
- ↑ Wyche, S.; Nelson, D. R.; Riganti, A. 4350–3130 Ma detrital zircons in the Southern Cross Granite–Greenstone Terrane, Western Australia: implications for the early evolution of the Yilgarn Craton (англ.) // Australian Journal of Earth Sciences. — 2004. — Vol. 51, no. 1. — P. 31–45. — doi:10.1046/j.1400-0952.2003.01042.x.
- ↑ Amelin Y., Krot A.N., Hutcheon I.D., Ulyanov A.A. Lead isotopic ages of chondrules and calcium-aluminum-rich inclusions (англ.) // Science. — 2002. — Vol. 291. — P. 1679—1683. — doi:10.1126/science.1073950. Архивировано 28 июня 2017 года.
- ↑ Baker J, Bizzarro M, Wittig N, Connelly J, Haack H. Early planetesimal melting from an age of 4.5662 Gyr for differentiated meteorites (англ.) // Nature. — 2005. — Vol. 436. — P. 1127—1131. — doi:10.1038/nature03882. — .
- ↑ Биография — Клэр Паттерсон. Дата обращения: 10 марта 2018. Архивировано 3 октября 2018 года.
Литература
править- Ливио, Марио. От Дарвина до Эйнштейна. — М.: АСТ, 2015. — 425 с. — (Золотой фонд науки). — ISBN 978-5-17-088983-9.
- Хал Хеллман. Великие противостояния в науке. Десять самых захватывающих диспутов — Глава 6. Лорд Кельвин против геологов и биологов: Возраст Земли = Great Feuds in Science: Ten of the Liveliest Disputes Ever. — М.: Диалектика, 2007. — 320 с. — ISBN 0-471-35066-4.
- Роберт Хейзен. История Земли: От звездной пыли — к живой планете: Первые 4 500 000 000 лет = Robert Hazen. The Story of Earth. The First 4.5 Billion Years, from Stardust to Living Planet. — М.: Альпина Нон-фикшн, 2017. — 364 p. — ISBN 978-5-91671-706-8.