Print Friendly, PDF & Email
Как определяют возраст Земли и горных пород | Детская энциклопедия

Как определяют возраст Земли и горных пород

Как определяют возраст Земли и горных пород

Возраст лошади или собаки можно опре­делить по зубам, дерева — по толщине ствола или по годичным кольцам роста, а как узнать возраст Земли и горных пород, которые сла­гают ее? В библии — древнейшем сборнике религиозных произведений — утверждается, что Земля очень молода — ей немногим более 7 тыс. лет. Эту нелепую цифру опровергают естествознание и история человеческого общества. Однако дать правильный ответ на вопрос о возрасте Земли и времени различных геологических событий не так просто. Потре­бовались многие годы упорного труда большой армии ученых — геологов, биологов, палеон­тологов, физиков, чтобы определить возраст Земли.

Геологи и палеонтологи изучили осадочные породы (песок, глину, известняк, мергель и др.) земной коры от верхних слоев — самых молодых до нижних — самых древних. По сохранившимся в них остаткам организмов они восстановили подлинную историю жизни на Земле. Развитие растений и животных шло от простых форм к сложным, от низших к высшим в связи с изменением условий существования. Ученые выделили в истории Земли и жизни пять эр, в каждой эре несколько перио­дов, а в периодах в свою очередь эпохи и века.

Каждый последующий период отличается от предыдущего возникновением новых, более вы­сокоорганизованных растений и животных, изменениями климата, расположения суши и моря.

В каждую эру, период или эпоху геологи­ческой истории существовали определенные жи­вотные и растения.

По остаткам организмов, их называют ру­ководящими ископаемыми, определяют отно­сительный геологический воз­раст отложений земной коры, т. е. просле­живают, что было раньше и что позже. Палеонто­логи устанавливают одновозрастность (одновременность) слоев, расположенных на большом расстоянии друг от друга, и восстанав­ливают древнюю географию (палеогеографию) для различных периодов, эпох. Например, если находят в слоях Земли трилобитов, то эти слои относят к морским отложениям палео­зойской эры, а если находят остатки динозав­ров, то содержащие их слои относят к конти­нентальным отложениям мезозойской эры.

Однако таким способом нельзя узнать, сколько лет продолжались геологические эры, периоды, эпохи, т. е. определить в тысячах или миллионах лет их абсолютный геологический возраст. Попытки вычислить абсолютный возраст слоев Земли делались давно, но лишь в по­следние годы, когда физика и химия достигли больших успехов, удалось разработать методы точного измерения времени далекого прошлого.

Физики и химики открыли, что атомы не­которых элементов — урана, тория, радия и др.— все время изменяются, «распадаются», образуя другие элементы. Превращение ато­мов, или распад, сопровождается радиацией, т. е. излучением мелких заряженных частиц. Поэтому такие элементы называются радио­активными, а процесс их превращения — радиоактивным распадом. Ока­залось, что радиоактивный распад протекает всегда с одной и той же скоростью. На него не влияют высокая температура и давление в недрах Земли. В науке принято определять скорость радиоактивного распада временем, не­обходимым для распада половины имевшегося вначале количества элемента. Это время на­зывается периодом полураспада. Он неодинаков у разных элементов. Полу­распад рубидия-87 происходит за 50 млрд. лет, калия-40— за 1,25 млрд. лет, урана-238 — за 4,52 млрд. лет, радия — за 1590 лет. Постоянные для каждого радиоактивного элемента ско­рости распада позволяют использовать их как точные часы для измерения возраста горных пород.

При распаде одного из видов (так называе­мых изотопов) радиоактивного урана образуют­ся элементы гелий и свинец. Высчитано, что для накопления 1 Г свинца в 100 Г урана (т. е. 1%) нужно около 90 млн. лет. Таким образом, определив процент свинца в уране, можно установить, сколько времени прошло с начала процесса распада, или начала образо­вания горной породы.

При помощи радиоактивных элементов уче­ные высчитали возраст Земли, который опреде­ляется не менее чем в шесть миллиардов лет! С помощью этого метода определен возраст самых древних горных пород, выходящих на поверхность Земли.

Для определения более кратких отрезков времени применяется очень интересный и точный радиоуглеродный метод. Им определяют возраст до 50 тыс. лет, и ошибка не превышает 400 лет. В тканях живых организмов наряду с обычным углеродом (его атомный вес 12) со­держится небольшое и постоянное количество его изотопа, или радиоактивного углерода с атомным весом 14. Период полураспада радиоактивного угле­рода недолог — 5760 лет. В сохранившихся ор­ганических остатках (кости, стволы деревьев, затонувших в болоте, ткани и пр.), углерод-14 постепенно утрачивает радиоактивность. Его количество очень мало и может быть обнаруже­но очень точными приборами. Проверить этот метод удалось, изучая археологические памят­ники, возраст которых был известен по исто­рическим документам.

Радиоуглеродным методом определили воз­раст многих археологических и палеонтологи­ческих находок. Например, возраст необуг­ленных зерен пшеницы и ячменя, найденных в Египте, оказался равным около 6100 годам, а найденные в Израиле свитки библии насчи­тывают около 2000 лет.

В 1951 г. на Таймыре нашли остатки трупа мамонта. По содержанию радиоуглерода в сухожилиях животного и остаткам растений около трупа установили, что мамонт пролежал в вечной мерзлоте более 11 тыс. лет.

Таковы вкратце те методы, которыми рас­полагает наука. Нет сомнения в том, что скоро будут открыты новые, еще более точные способы измерения времени далекого прошлого.

Print Friendly, PDF & Email