Slika "Plavog mramora" Zemlje uzeta iz instrumenta VIIRS na NASA-inom satelitu za promatranje Zemlje - NEU - Suomi - 4. siječnja 2012.
(Slika: © NASA / NOAA / GSFC / Suomi NEP / VIIRS / Norman Kuring)
Planeta Zemlja nema potvrdu o rođenju da bi zabilježila svoje formiranje, što znači da su znanstvenici stotinama godina boreći se kako bi utvrdili starost planete. Dakle, koliko je stara Zemlja?
Upoznavanjem stijena u Zemljinoj stalno promjenljivoj kori, kao i stijena u Zemljinim susjedima, poput Mjeseca i posjećivanjem meteorita, znanstvenici su izračunali da je Zemlja stara 4,54 milijarde godina, s rasponom pogrešaka od 50 milijuna godina.
Koliko su ti stare stijene?
U posljednjih 400 godina znanstvenici su učinili nekoliko pokušaja datiranja planeta. Pokušali su predvidjeti dob na temelju promjene razine mora, vremena koje je trebalo da se Zemlja ili sunce ohlade do sadašnjih temperatura i slanosti oceana. Kako je tehnologija datiranja napredovala, ove su se metode pokazale nepouzdanim; na primjer, pokazalo se da se uspon i pad oceana stalno mijenja, a ne postupno opada.
I u drugom pokušaju izračunavanja starosti planeta, znanstvenici su se okrenuli stijenama koje prekrivaju njegovu površinu. Međutim, budući da se tektonika ploča stalno mijenja i obnavlja kora, prve stijene su odavno reciklirane, rastopljene i reformirane u nove izdanke.
Znanstvenici se također moraju boriti protiv problema nazvanog Velika neusklađenost, gdje se čini da nedostaju sedimentni slojevi stijena (na primjer, u Grand Canyonu, 1,2 milijarde godina stijene nije moguće pronaći). Postoji nekoliko objašnjenja za ovu nekomfornost; početkom 2019. godine, jedna je studija sugerirala da je globalno ledeno doba natjeralo ledenjake da se uguraju u stijenu, uzrokujući da se raspadne. Tektonika ploča potom je drobljenu stijenu bacila natrag u unutrašnjost Zemlje, uklonivši stare dokaze i pretvorivši je u novu stijenu.
Početkom 20. stoljeća, znanstvenici su rafinirali postupak radiometrijskog datiranja. Ranija istraživanja pokazala su da izotopi nekih radioaktivnih elemenata propadaju u druge elemente predvidivom brzinom. Ispitujući postojeće elemente, znanstvenici mogu izračunati početnu količinu radioaktivnog elementa i na taj način koliko im je vremena trebalo da propadnu, omogućujući im da odrede starost stijene.
Najstarije stijene na Zemlji pronađene do danas su Acasta Gneiss na sjeverozapadu Kanade u blizini Velikog robovskog jezera, stare 4,03 milijarde godina. Ali stijene starije od 3,5 milijardi godina mogu se naći na svim kontinentima. Grenland se može pohvaliti suprurustalnim stijenama Isua (starim 3,7 do 3,8 milijardi godina), dok su stijene u Svazilendu od 3,4 do 3,5 milijardi godina. Uzorci u Zapadnoj Australiji stari su od 3,4 milijarde do 3,6 milijardi godina.
Istraživačke grupe u Australiji pronašle su najstarija mineralna zrna na Zemlji. Ti sićušni kristali cirkonijevog silikata imaju starost koja doseže 4,3 milijarde godina, što ih čini najstarijim materijalima pronađenim na Zemlji do sada. Njihove izvorne stijene još uvijek nisu pronađene.
Stijene i cirkoni postavljaju donju granicu starosti Zemlje od 4,3 milijarde godina, jer sam planet mora biti stariji od svega što leži na njegovoj površini.
Kad je nastao život, još se raspravlja, posebno zato što se neki rani fosili mogu pojaviti kao prirodni oblici stijena. Neki od najranijih oblika života pronađeni su u Zapadnoj Australiji, kako je najavljeno u studiji za 2018. godinu; istraživači su pronašli sićušne niti u stijenama starim 3,4 milijarde godina koje bi mogle biti fosili. Druga istraživanja pokazuju da je život nastao još ranije. Hematitne cijevi u vulkanskoj stijeni u Quebecu mogle su uključiti mikrobe prije 3,77 i 4,29 milijardi godina. Istraživači koji pregledavaju stijene na jugozapadnom Grenlandu također su vidjeli strukture u obliku konusa koje su mogle okružiti mikrobne kolonije prije otprilike 3,7 milijardi godina.
Upoznajte susjede
U nastojanju da poboljšaju dob Zemlje, znanstvenici su počeli gledati prema van. Materijal koji je tvorio Sunčev sustav bio je oblak prašine i plina koji su okruživali mlado sunce. Gravitacijske interakcije pripoje ovaj materijal otprilike u isto vrijeme. Proučavajući druga tijela u Sunčevom sustavu, znanstvenici su u mogućnosti saznati više o ranoj povijesti planete.
Mjesec koji najbliži Zemlji, Mjesec, ne doživljava procese ponovne obrade koji se događaju širom Zemljinog krajolika. Kao takve, stijene iz rane mjesečeve povijesti još uvijek sjede na površini Mjeseca. Uzorci vraćeni iz misija Apolon i Luna otkrili su starost između 4,4 milijarde i 4,5 milijardi godina, pomažući ograničavanju starosti Zemlje. Kako je nastao mjesec, stvar je rasprave; dok dominantna teorija sugerira da se objekt veličine Marsa srušio na Zemlju i fragmenti su se na kraju spojili s mjesecom, druge teorije sugeriraju da se mjesec stvorio prije Zemlje. [Povezano: Kako je nastala zemlja?]
Osim velikih tijela Sunčevog sustava, znanstvenici su proučavali manje stjenovite posjetitelje koji su pali na Zemlju. Meteoriti potječu iz različitih izvora. Neki su odbačeni sa drugih planeta nakon nasilnih sudara, dok su drugi ostaci iz ranog sunčevog sustava koji nikada nisu postali dovoljno veliki da bi formirali kohezivno tijelo.
Iako nijedna stijena nije namjerno vraćena s Marsa, uzorci postoje u obliku meteorita koji su davno pali na Zemlju, omogućujući znanstvenicima da donesu procjene o starosti stijena na Crvenoj planeti. Neki od ovih uzoraka datirani su prije 4,5 milijardi godina, što podupiru druge proračune datuma rane planetarne formacije.
Više od 70 meteorita koji su pali na Zemlju svoje su dobi izračunali radiometrijskim datiranjem. Najstariji od njih stari su između 4,4 milijarde i 4,5 milijardi godina.
Prije pedeset tisuća godina, stijena je pala iz svemira i formirala je krater Meteor u Arizoni. Komadići ovog asteroida prikupljeni su s ruba kratera i nazvani su po obližnjem Canyon Diablo-u. Meteorit Canyon Diablo važan je jer predstavlja klasu meteorita sa komponentama koje omogućuju preciznije datiranje.
Godine 1953., Clair Cameron Patterson, poznati geokemičar iz Kalifornijskog tehnološkog instituta, izmjerio je omjere izotopa olova u uzorcima meteorita koji stavljaju čista ograničenja na Zemljinu starost. Uzorci meteorita pokazuju širenje s 4,53 milijarde na 4,58 milijardi godina. Znanstvenici tumače ovo područje kao vrijeme koje je trajalo da se solarni sustav razvija, postepeni događaj koji se zbio tijekom otprilike 50 milijuna godina.
Koristeći ne samo stijene na Zemlji, već i prikupljene informacije o sustavu koji ga okružuje, znanstvenici su uspjeli smjestiti starost Zemlje u približno 4,54 milijarde godina. Za usporedbu, galaksija Mliječni put koja sadrži Sunčev sustav stara je otprilike 13,2 milijarde godina, dok je sam svemir datiran sa 13,8 milijardi godina.
Daljnje čitanje:
- Otkrijte gdje se nalaze najstarije stijene u Sjedinjenim Državama.
- Saznajte više o najstarijim stijenama i mineralima iz Američkog muzeja prirodne povijesti.
- Pročitajte više o utvrđivanju starosti Zemlje iz američkog Geološkog istraživanja.
Ovaj je članak ažurirao 7. veljače 2019. godine autorica teksta Space.com Elizabeth Howell.
