Возраст – такая тема, о которой никто особо не любит говорить, и вспоминать о нём – тем более. Планеты, звёзды, галактики и другие объекты во Вселенной, да и сама она, бережно хранят свои тайны, однако пытливые учёные ставят научный интерес выше всякого такта и не стесняясь интересуются возрастом всего, что нас окружает, а Земля – не исключение. Земле 4, 543 млрд лет. Но откуда же мы это узнали? Ответ – по исследованию камней с помощью разных методов, одним из которых является метод радиоизотопного датирования...

Чтобы понять его суть, необходимо пояснить, что изотопы – это атомы, у которых одинаковое количество протонов, но разное количество нейтронов. Например, мы знаем, что жизнь на Земле строится на основе углерода, поэтому учёные начали свои поиски именно с него. Сам углерод встречается в виде трёх изотопов:

- углерод-12 (занимает 99 %);
- углерод-13 (0, 8 %);
- углерод-14 (0, 2 %).


У всех этих трёх групп атомов одинаковое число протонов, их количество составляет 6, а вот нейтронов может быть 6, 7 и 8. Углерод-12 и углерод-13 являются стабильными, а вот углерод-14 – радиоактивный. Образно говоря, углерод-12 и углерод-13 «приняли себя такими, какие они есть» и не стремятся себя превратить в другие элементы, а вот углерод-14 постоянно пытается себя превратить в азот-14, то есть - распадаться. Таким образом, изотопы бывают стабильными и радиоактивными. Углерод-14 в силу своей переменчивой природы может кое-что рассказать об истории Земли, он используется для радиоизотопного датирования, но обычно для органических ископаемых возрастом до 60 000 лет. Радиоизотопный метод на основе углерода хорош, но он не позволяет заглянуть на миллиарды лет назад. Углерод пластичен, на его основе могут формироваться сложные органические молекулы, поэтому он годится только для изучения истории развития живых организмов, но не самой планеты.


Для более точного изучения возраста Земли используется чаще другой атом с куда большим числом нейтронов, чем у углерода. Для определения возрастов, сравнимых со временем существования Земли, используется уран-свинцовый метод радиоизотопного датирования. Для этого нужно найти минерал, сформированный из кристаллизованной магмы, - циркон, красивый и редкий, оттенок которого варьируется от светло-золотистого до насыщенного, медового цвета, но иногда могут попадаться и вовсе бесцветные, серые и даже зеленоватые экземпляры, поэтому его очень часто путают с другими минералами. Его особенностью является то, что он содержит в себе уран. Он тоже не имеет в себе стабильных изотопов, поэтому радиоактивен. Самые распространённые встречающиеся изотопы урана – уран-235 и уран-238. Если вам захочется носить украшение с таким камнем, то этой радиоактивности бояться не стоит, так как она настолько мала, что не является опасной для человека.


Радиоактивные вещества могут распадаться на другие менее радиоактивные и в целом стабильные элементы – это происходит за время периода полураспада (время, в течение которого в системе, состоящей из определённого количества частиц, распадётся (превратится во что-то другое) половина из них). Так, уран-235 за время полураспада превратится в свинец-206, а уран-238 станет свинцом-207.

Периодом полураспада урана-238 является промежуток в 4, 5 млрд лет. Такой долгий период полурапада урана может показать нам очень далёкие события в истории Земли. Когда кристалл циркона сформировался, и он был совсем молод, в нём было 100 % урана. Но через 4, 5 млрд лет от урана останется половина его изначального объёма, а вторая половина – его продукт распада – свинец. Именно соотношение атомов урана и свинца и раскрывают нам возраст Земли. Если в кристалле циркона будет соотношение урана и свинца 1:1, значит, этот кристалл был образован 4, 5 млрд лет назад. Чем меньше в кристалле свинца, тем он моложе.

Для надёжности расчётов, учёные исследуют и другие изотопы урана, которые тоже могут встречаться в кристалле циркона: уран-235 – у него уже будет несколько другая цепочка распада с иным периодом полураспада, который составляет 700 млн лет. Ещё один изотоп-подсказка – торий-232 с его периодом полураспада в 14 млрд лет. В итоге полураспада останется свинец-208. То есть, в запасе у нас есть ещё 3 дополняющих и уточняющих друг друга метода.


Самый древний найденный минерал (циркон), выдавший возраст Земли, был найден в Австралии – ему около 4, 375 млрд лет. Однако, в начале было сказано, что Земля слегка постарше – ей 4, 543 млрд лет. Куда же пропала эта разница? Возраст планеты приравнивается к возрасту всей Солнечной системы, так как считается, что они были образованы одновременно. Единственные, кто опять выдадут возраст Земли – это метеориты. Так, железный метеорит Каньон-Дьябло, упавший на территории современной Аризоны около 50 000 лет назад, судя по радиоизотопному анализу, имеет возраст 4, 543 млрд лет. Пока это самый древний из обнаруженных упавших небесных странников.


Таким образом, Земля примерно в 3 раза моложе галактики Млечный Путь (ей около 13, 4 млрд лет), а сам Млечный Путь – почтенный старожил Вселенной, которой около 13, 8 млрд лет. Возраст Земли по меркам Вселенной – это не так уж и много, а вот для нас – целая вечность!Источник: "Аuriel Astro"