На колко години е Земята? На пръв поглед въпросът е

На какъв брой години е Земята? На пръв взор въпросът е елементарен, съвсем детски. Свикнали сме всичко да има начална дата: индивидът, страната, къщата, в която живеем. А отговорът, който дава науката – към 4,54 милиарда години – звучи твърдо и изрично. Но в случай че се задълбочим, това число се трансформира от елементарен факт в разкритието на една от най-интригуващите детективски истории в науката.

Защото, почтено казано, нашата планета няма „ акт за раждане “. Няма нито една канара, на която да е гравирано „ Създадена преди 4,54 милиарда години “. И по този начин, по какъв начин учените са стигнали до това число? Оказва се, че то не е резултат от едно-единствено изобретение, а от цяла верига косвени доказателства, логичен структури и блестящи догатки.

Защо Земята няма „ акт за раждане “?

Първият и най-съществен проблем за всеки „ геоложки детектив “ е самата Земя. Нашата планета не е музеен експонат, застинал във вечността. Тя е жив, дишащ и непрекъснато изменящ се организъм. Нейната повърхнина е в непрекъснато придвижване: тектоничните плочи се сблъскват, образувайки планини, и се потапят в мантията, разтапяйки се до неразбираемост. Вулканите изхвърлят нови скали, а ерозията безмилостно изтрива старите.

Представете си, че се пробвате да откриете първата тухла в постройка, която през вековете е била престроявана, разрушавана и изграждана отначало. Това е съвсем невъзможна задача. Ето за какво най-старите земни скали, открити до момента, са „ единствено “ на към 4 милиарда години. Те са очевидци на младостта на планетата, само че не и на нейното възникване. Първият половин милиард години от историята на Земята, така наречен катарски еон, е времето, изтрито от лицето на планетата от нейната лична активност.

Интересно е, че в предишното възрастта на Земята е била определяна или посредством изчисление на времето от основаването съгласно религиозните текстове, или посредством философска интерпретация на геоложки белези, най-много от древногръцките философи Теофраст и Ксенофан. Поддръжниците на концепцията за млада Земя, основавайки се на интерпретация на Библията, имат вяра, че Земята е била основана не по-късно от 4004 година пр.н.е. Същевременно хиндуистите имат вяра, че Вселената трае милиарди години, преди да бъде разрушена и още веднъж построена в един затворен и безконечен цикъл.

И по този начин, къде можем да намерим истината? Когато доказателствата за мястото на престъплението са унищожени, детективът стартира да ги търси някъде на открито.

Уликите, паднали от небето: историята на метеоритите

Логиката е дала на учените просто решение: в случай че самата Земя е унищожила следите от своето минало, то ние би трябвало да ги потърсим в това, което е останало непроменено от нейното образуване. Идеалните претенденти са метеоритите. Тези галактически пътешественици в действителност са „ строителните парчета “, останали от образуването на Слънчевата система. Те са капсули на времето, които са съхранили първичната материя, от която са били завършени всички планети, в това число и нашата.

Дълго време се смяташе, че е задоволително да определим възрастта на един астероид, и ще получим възрастта на цялата Слънчева система, а затова и на Земята. Този способ в действителност ни разреши да се доближим доста покрай заветното число. Но, както постоянно се случва в науката, дяволът се крие в детайлите.

Оказа се, че ранната Слънчева система не е била спретната монтажна зала, а безредна и бурна строителна площадка. Както изяснява Джон Тардуно, професор по науките за Земята, планетите не са се появили от нищото ей по този начин – за една нощ. Те са се развивали последователно, като са се сблъсквали, сливали и поглъщали по-малки тела.

„ Сблъсъците са били постоянно срещани и са били част от процеса на основаване “, споделя той.

Това значи, че другите „ градивни детайли “ може да са се образували по друго време и че самата Земя като планетарен ембрион се е появила може би даже по-късно от Марс.

Така че възрастта на метеоритите е възрастта на изходния материал, само че не безусловно точният ден на раждането на самата Земя като пълноценна планета. Необходима е била друга, по-ясна насочна точка.

Великият конфликт: по какъв начин зараждането на Луната се трансформира в насочна точка

Съществува такава точка. Това е може би най-драматичното събитие в ранната история на нашата планета – един великански конфликт. Според водещата доктрина в зората на своето битие протоземята се е сблъскала с небесно тяло с размерите на Марс, което учените нарекли Тея.

Това е било злополука с немислим мащаб. Ударът е бил толкоз мощен, че е изхвърлил колосално количество разтопена канара в космоса. От тези парчета в последна сметка се е образувала нашата Луна. Но за историята на Земята това събитие е било повратната точка. След удара нашата планета се трансформира в кипящо кълбо от магма. Това е финалът на ембрионалното ѝ развиване и началото на Земята, каквато я познаваме. Именно от този миг планетата стартира да се охлажда, да образува кора и в последна сметка да стане обитаема.

Моделирането демонстрира, че това събитие би трябвало да се е случило преди повече от 4,35 милиарда години. Анализите на най-старите лунни скали, изкристализирали от същия океан от магма, удостоверяват тези калкулации. По този метод раждането на Луната се трансформира в напълно практичната „ нула “ в хронологията на нашата планета.

Космическият часовник: по какъв начин изотопите ни описват за предишното

И по този начин, към този момент имаме няколко части от пъзела: възрастта на строителния материал (метеоритите), приблизителната възраст на лунните скали и осъзнаването, че Земята е динамична система. Как да съберем всичко това в едно число – 4,54 милиарда години?

Тук се намесва главният инструмент на актуалните „ галактически детективи “ – изотопният разбор. Казано по-просто, някои химични детайли в природата са нестабилни. С течение на времето те се разпадат на други, постоянни детайли. Този развой (радиоактивно разпадане) протича с доста точна и непрекъсната скорост. Така да вземем за пример уран-238 в последна сметка се трансформира в олово-206. Като знаем скоростта, с която това се случва, и като измерим съотношението сред „ родителския “ уран и „ дъщерното “ олово в една скална проба, можем да изчислим преди какъв брой време е почнал да работи този „ радиоактивен часовник “, т.е. по кое време се е втвърдила скалата.

Именно посредством сравняване на изотопните данни от разнообразни източници – земни скали, лунна почва и десетки астероиди – учените съумяха да изградят един комплициран модел. Те като че ли превъртат кино лентата обратно, изчислявайки момента, в който цялата тази разнородна материя е трябвало да има обединен изотопен състав, т.е. да произлиза от еднакъв първичен газово-прахов облак.

Най-старите скали на нашата планета и в нашата галактическа зона са се втвърдили от нажежени до алено материали. Тези скали имат дребни количества уран-238. Знаем, че когато една канара се втвърди, изотопите в нея се затварят и стартират да се разпадат. Познавайки интервала на полуразпад на уран-238 и измервайки неговото количество по отношение на оловото, постоянния изотоп, до който се разпада, можем да преценим какъв брой време е минало от образуването на тази канара. Например, в случай че интервалът на полуразпад на U-238 е 4,47 милиарда години и една скална проба има съответствие 50:50 на U-238 към олово вътре, можем да кажем, че скалата е на 4,47 милиарда години.

Именно тази изчислена, косвена възраст ни даде цифрата 4,54 милиарда години (с неточност от към 50 милиона години). Това не е възрастта на съответна канара, а възрастта на самата система Земя-Луна, моментът, в който нашата планета е почнала своя път. И тъкмо тъй като това е косвена оценка, учредена на доста данни, учените споделят, че тя „ оставя място за диспути “.

Оказва се, че възрастта на Земята не е дата в паспорта, а по-скоро умозаключение, направено въз основа на цялост от доказателства. Историята на нашата планета се оказа доста по-сложна и завладяваща, в сравнение с може да се чака. Това е история за безредното раждане в прахуляк и огън, за злополуката, която ни е дала нощното небе, и за милиардите години на непрекъснати промени, които в последна сметка са създали нашия свят подобен, какъвто е.