ההיסטוריה של כדור הארץ מוטבעת על אבניה. במקומות כמו הגרנד קניון, המים ההורסים את קירותיו חושפים את שכבות הסלע מהן נוצרו הקירות.

מכיוון שהשכבות הישנות שוכנות מתחת לשכבות החדשות, גיאולוגים יכולים לקבל מושג כיצד נוצר הקרום. אבל הידיעה ששכבות עמוקות ישנות אינה מגלה לנו מה גילן המוחלט, כלומר גילן.

איך חישבת את גיל כדור הארץ?

מדענים מהמאה ה -19 ניסו לחשב את עידן כדור הארץ, על סמך התזמון של תצורות סלעים בעידן המודרני. אבל הם יכלו רק לנחש. על פי תוצאותיהם, גיל כוכב הלכת שלנו נע בין 3 מיליון שנה ל- 1.5 מיליארד שנה. הפיזור הוא פי 500, תוצאה כזו כמובן אינה יכולה להיקרא מדויקת. מטבע הדברים, נדרשה שיטה אחרת. מדענים רצו למצוא שעונים שאם ייגמרו בעת הבריאה ימשיכו להימשך עד זמננו. במבט על שעון כזה ניתן היה לציין במדויק את גיל כדור הארץ.

עם מה אתה יכול לחשב במדויק את גיל כדור הארץ?

והתברר כי שעונים כאלה קיימים: בסלעים, בעצים ובמעמקים האוקיאניים. שעונים טבעיים אלה הם אלמנטים רדיואקטיביים שמתרקמים עם הזמן ליצירת אלמנטים אחרים. קביעת גיל הסלעים או המאובנים באמצעות יסודות רדיואקטיביים נקראת תיארוך רדיומטרי.ביחידת זמן, חלק שהוגדר בקפדנות מהחומר הרדיואקטיבי מתפרק. שבר זה אינו תלוי במסת החומר הרדיואקטיבי המקורי.

שיטת הרדיו-פחמן

קח דוגמא את שיטת הרדיואן. זה מבוסס על העובדה שאורגניזמים חיים סופגים גם פחמן -12 רגיל וגם את האיזוטופ הרדיואקטיבי-פחמן -14 שלו מהאוויר והמים. נניח שהיחס בין שני איזוטופים אלה במים ובאוויר נשאר קבוע.

ביחס זה נמצאים איזוטופים של פחמן באורגניזמים חיים. כאשר הגוף מפסיק להיות מתכלה, לאחר שנים רבות, כמות הפחמן הרגיל בשרידיו נותרה זהה לזו שהיתה בזמן המוות, והאיזוטופ הרדיואקטיבי מתרוקן (פחמן -14). איזוטופ זה מתפורר במחצית תוך 5730 שנה. לכן, על ידי מדידת היחס של שני איזוטופי פחמן בשרידי אורגניזם שחי פעם, מדענים יכולים לקבוע את גיל השרידים הללו.

עובדה מעניינת: אלמנטים רדיואקטיביים יכולים לשמש שעון טבעי, מכיוון שהתפרקות רדיואקטיבית מצייתת לתבניות זמניות קפדניות.

בודק תוצאות

כמובן, אף אחת משיטות ההיכרויות איננה יכולה להיחשב אמינה לחלוטין. לכן גיאולוגים לנאמנות חוקרים כמה יסודות רדיואקטיביים, כמו אורניום או תוריום בנוסף לפחמן -14. מדענים מאמתים את תוצאותיהם על ידי עריכת בדיקות כפולות עם איזוטופים רדיואקטיביים שונים באותו חומר. לפעמים שתי שיטות נותנות תוצאות שונות.לדוגמה, גיאולוגים לקחו דגימות של שונית אלמוגים לחופי ברבדוס כדי ללמוד.

נמדד תכולת הפחמן, כמו גם אורניום ותוריום. אם האלמוגים "צעירים", כלומר לא מעל 9000 שנה, אז כל השיטות נותנות את אותן תוצאות. אבל אם התברר שהאלמוג מבוגר יותר, התוצאות עשויות להיות מעורפלות. שיטת האורניום-תוריום קבעה את גיל האלמוגים כ- 20,000 שנה, והפחמן הוא 17,000 שנה בלבד. מה הסיבה להבדל כה גדול? ואיזו שיטה מדויקת יותר? מדענים מאמינים ששיטת האורניום-תוריום מדויקת יותר, מכיוון ששיטת הרדיו-פחמנית הניבה בעבר תוצאות מעורפלות או אפילו מפוקפקות.

אמינות שיטות מדידת גיל

שיטת התיארוך הרדיומטרית אינה אמינה לחלוטין. לכן מדענים בוחנים שני אלמנטים רדיואקטיביים שונים מאותו חומר. הסיבה יכולה להיות כי למשל, בשנים האחרונות, התוכן פחמן -14 באטמוספרה עלה, מה שאומר שהוא יכול להשתנות בכיוון זה או אחר בעבר. אם היחס בין פחמן -14 לפחמן -12 השתנה, שיטת הרדיואן אינה יכולה לקבוע באופן אמין את גיל שרידי האורגניזמים הקדומים, מכיוון שהיא מבוססת על העובדה שתכולת הפחמן הרדיואקטיבי באטמוספרה ובמים נותרה ללא שינוי.

עידן כדור הארץ, הירח ומערכת השמש

אורך החיים של אורניום הוא 4.5 מיליארד שנים. מדידות גילן של כמה סלעי כדור הארץ בשיטת אורניום-תוריום הראו כי הן בנות 3.8 מיליארד שנים. כיצד לגלות כמה מוקדם נוצר כוכב הלכת שלנו? לבחון דגימות אדמה ירח,שהועברו על ידי אסטרונאוטים ממסע הירח, מדענים גילו שגילם הוא כ -4.6 מיליארד שנים, כמו גם גיל המטאוריטים שהגיעו לכדור הארץ מאזורים שוכבים מקרוב במערכת השמש. לכן, מדענים מאמינים כי מערכת השמש כולה, כולל הירח והשמש, נוצרה לפני כ -4.6 מיליארד שנה.