Obraz „Blue Marble“ Země pořízený z nástroje VIIRS na palubě satelitu NASA pro pozorování Země - JE Suomi - 4. ledna 2012.
(Obrázek: © NASA / NOAA / GSFC / NPP Suomi / VIIRS / Norman Kuring)
Planeta Země nemá rodný list, který by zaznamenal její vznik, což znamená, že vědci strávili stovky let snahou určit věk planety. Jak je stará Země?
Vědci vypočítali, že Země je stará 4,54 miliard let, s chybovým rozsahem 50 milionů let, a to datováním hornin v neustále se měnící kůře Země, stejně jako hornin v sousedech Země, jako je Měsíc a navštěvující meteority.
Jak staré jsou vaše skály?
Vědci provedli několik pokusů o datování planety za posledních 400 let. Pokusili se předpovídat věk na základě měnících se hladin moře, času, který trvalo, než Země nebo slunce vychladlo na přítomné teploty a slanost oceánu. Jak datovací technologie postupovala, tyto metody se ukázaly jako nespolehlivé; například se ukázalo, že vzestup a pokles oceánu je stále se měnícím procesem, než postupně klesajícím.
A v dalším úsilí spočítat věk planety se vědci obrátili ke skalám, které pokrývají její povrch. Protože se však desková tektonika neustále mění a obnovuje kůru, první horniny jsou již dávno recyklovány, roztaveny a reformovány do nových výchozů.
Vědci také musí bojovat s problémem zvaným Velká nekonformita, což je místo, kde se zdá, že sedimentární vrstvy horniny chybí (například v Grand Canyonu existuje 1,2 miliardy let horniny, kterou nelze najít). Pro tuto nesrovnalost existuje několik vysvětlení; na začátku roku 2019 jedna studie naznačovala, že globální doba ledová způsobila, že se ledovce rozdrvily ve skále, což způsobilo, že se rozpadla. Talířová tektonika poté hodila rozdrcenou skálu zpět do nitra Země, odstranila staré důkazy a přeměnila ji v novou skálu.
Na počátku 20. století vědci zdokonalili proces radiometrického randění. Dřívější výzkum ukázal, že izotopy některých radioaktivních prvků se rozpadají na jiné prvky předvídatelnou rychlostí. Zkoumáním existujících prvků mohou vědci vypočítat počáteční množství radioaktivního prvku a tím, jak dlouho trvalo, než se prvky rozpadnou, což jim umožní určit věk skály.
Nejstarší horniny na Zemi, které byly dosud nalezeny, jsou Acasta ruly v severozápadní Kanadě nedaleko Velkého otroka, které jsou staré 4,03 miliardy let. Na všech kontinentech se však nacházejí skály starší 3,5 miliardy let. Grónsko se může pochlubit supracrustálními horninami Isua (staré 3,7 až 3,8 miliardy let), zatímco horniny ve Svazijsku jsou 3,4 až 3,5 miliard let. Vzorky v západní Austrálii jsou staré 3,4 až 3,6 miliardy let.
Výzkumné skupiny v Austrálii našli nejstarší minerální zrna na Zemi. Tyto malé krystaly křemičitanu zirkonia mají stáří, které dosahuje 4,3 miliardy let, což z nich činí nejstarší materiály, které se dosud na Zemi objevily. Jejich zdrojové horniny dosud nebyly nalezeny.
Skály a zirkony stanovily spodní hranici věku Země 4,3 miliardy let, protože samotná planeta musí být starší než cokoli, co leží na jejím povrchu.
Když vznikl život, stále se diskutuje, zejména proto, že některé časné fosílie se mohou objevit jako přírodní skalní formy. Některé z nejranějších forem života byly nalezeny v západní Austrálii, jak bylo oznámeno ve studii z roku 2018; vědci našli ve vláknech 3,4 miliardy let starých drobných vláken, která by mohla být fosilie. Jiné studie naznačují, že život vznikl ještě dříve. Hematitové trubice v sopečné hornině v Quebecu mohly zahrnovat mikroby před 3,77 a 4,29 miliardami let. Vědci, kteří se dívali na skály v jihozápadním Grónsku, také viděli kónické struktury, které mohly obklopit mikrobiální kolonie asi před 3,7 miliardami let.
Seznamte se sousedy
Ve snaze dále upřesnit věk Země se vědci začali dívat ven. Materiál tvořící sluneční soustavu byl oblak prachu a plynu, který obklopoval mladé slunce. Gravitační interakce spojily tento materiál do planet a měsíců přibližně ve stejnou dobu. Studiem dalších těl ve sluneční soustavě jsou vědci schopni dozvědět se více o rané historii planety.
Nejbližší tělo na Zemi, Měsíc, nezažívá procesy oživování, které se vyskytují v celé Zemi. Na povrchu Měsíce tak stále sedí skály z rané lunární historie. Vzorky se vrátily z misí Apollo a Luna odhalily věky mezi 4,4 miliardami a 4,5 miliardami let, což pomohlo omezit věk Země. Jak se měsíc vytvořil, je věcí debaty; zatímco dominantní teorie naznačuje, že na Zemi narazil objekt velikosti Mars a fragmenty se nakonec sloučily do Měsíce, jiné teorie naznačují, že se měsíc vytvořil před Zemí. [Související: Jak vznikla Země?]
Vědci kromě velkých těles sluneční soustavy studovali i menší skalní návštěvníky, kteří upadli na Zemi. Meteority pramení z různých zdrojů. Některé jsou po násilných srážkách odhozeny z jiných planet, zatímco jiné jsou zbytky z rané sluneční soustavy, které nikdy nebyly dostatečně velké, aby vytvořily soudržné tělo.
Ačkoli z Marsu nebyly úmyslně vráceny žádné horniny, existují vzorky ve formě meteoritů, které dávno padly na Zemi, což vědcům umožňuje přibližovat se věk hornin na Rudé planetě. Některé z těchto vzorků byly staré až 4,5 miliardy let, což podporuje další výpočty data rané planetární formace.
U více než 70 meteoritů, které upadly na Zemi, byl jejich věk vypočítán radiometrickým datováním. Nejstarší z nich jsou staré 4,4 až 4,5 miliardy let.
Před padesáti tisíci lety se z vesmíru vrhla skála, aby vytvořila kráter Meteor v Arizoně. Střely tohoto asteroidu byly shromážděny z okraje kráteru a pojmenovány pro nedaleký kaňon Diablo. Meteorit Canyon Diablo je důležitý, protože představuje třídu meteoritů se součástmi, které umožňují přesnější datování.
V roce 1953 měřil Clair Cameron Patterson, renomovaný geochemik v Kalifornském technologickém institutu, poměry izotopů olova ve vzorcích meteoritu, které kladly přísná omezení na věk Země. Vzorky meteoritu vykazují rozpětí od 4,53 do 4,58 miliardy let. Vědci interpretují tento rozsah jako čas potřebný k vývoji sluneční soustavy, což je postupná událost, která se odehrála přibližně za 50 milionů let.
Vědci dokázali využít nejen skály na Zemi, ale také informace shromážděné o systému, který ji obklopuje, aby věk Země dosáhl přibližně 4,54 miliard let. Pro srovnání, galaxie Mléčná dráha, která obsahuje sluneční soustavu, je stará přibližně 13,2 miliard let, zatímco samotný vesmír je datován do 13,8 miliard let.
Další čtení:
- Zjistěte, kde se nacházejí nejstarší horniny ve Spojených státech.
- Dozvědět se více o nejstarších skalách a minerálech na světě, od American Natural History Museum.
- Přečtěte si více o určení věku Země z amerického geologického průzkumu.
Tento článek byl aktualizován 7. února 2019, přispěvatelkou Space.com Elizabeth Howell.
