تخمین عمر زمین

تخمین عمر زمین از مدت های بسیار طولانی فکر دانشمندان را به خود مشغول کرده بود. دانشمندان مختلف سعی داشتند با روش های مختلفی سن کره زمین را تخمین بزنند که در زیر به توضیح آن ها می پردازیم.

چون زمان غیر قابل لمس است، تصور ابعاد زمان نیاز به بصیرت ذهنی دارد بنابراین طبیعت گرایان قرن هفدهم نیز مانند قرون وسطایی به کوتاه بودن زمان دنیوی اعتقاد داشتند.  محققین مسیحی به طور کلی می پنداشتند که سن زمین در حدود 6000 سال است.

قدمت و عمر زمین را لرد کلوین (Lord Kelvin) فیزیکدان معروف سال ١٨٩٧ به این صورت تعریف نمود که زمین در ابتدا به حالت مذاب بوده و بعد سرد شده است. وی همچنین براساس فرضیه هایی در مورد منشا و مبدا حرارت خورشید ادعا کرد زمین سنی در حدود ٢٠ الی ٤٠ میلیون سال دارد.

در اوایل قرن بیستم رادرفورد (Ruther Ford) و هولمز (Holmes) در انگلیس و بولتوود (Boltwood) در امریکا دریافتند که تجزیه عناصر ناپایدار جهت تولید ایزوتوپ های رادیوژنیک می توانند برای تعیین سن کانی ها و سنگ های پوسته کره زمین مورد استفاده قرار گیرند.

تخمین عمر زمین براساس شوری آب اقیانوس ها

در سال ١٧١٥ منجم انگلیسی ادموند هالی(Edmond Halley) ادعا کرد که سن زمین را می توان از روی مقدار شوری آب اقیانوس ها محاسبه کرد. در این روش می بایست مقدارشوری آب دریاها را با دقت تمام محاسبه و  سپس عمل را ده سال بعد تکرار کنند، با محاسبه مقدار ازدیاد شوری آب در هر ده سال می توان زمان لازم برای تحصیل شوری آب فعلی را از آب های شیرین اولیه به دست آورد. اگر هم چنین آزمایشی انجام شده باشد، هیچ ازدیادی در شوری آب اقیانوس ها دیده نشد.

در اواخر قرن نوزدهم بعضی محققان با تجدید نظر در روش فوق و  با تجزیه شیمیایی آب رودخانه ها، مقدار سدیم اضافه شده به در یاها در هر سال توسط رودخانه های دنیا را محاسبه کردند . با دانستن حجم تقریبی آب اقیانوس های امروزی و  فرض این که آب اقیانوس های اولیه شیرین بوده است و میزان ازدیاد سدیم توسط رودخانه های امروزی میانگینی برای تمام زمان زمین شناسی است، آن ها زمان لازم برای تحصیل غلظت سدیم و شوری امروزی را محاسبه کردند.

سرانجام نتیجه گیری کردند که از روز اولی که آب برای نخستین بار روی سطح زمین متراکم شد، ٩٠ میلیون سال می گذرد.  امروزه ما می دانیم که تخمین هالی از سن اقیانوس های زمین به مراتب کمتر سن واقعی آنهاست.

دلیل عمده آن هم ا ین است که او تعو یض سدیمی را که میان آب در یا و سنگ های پوسته کره زمینی صورت می گیرد، بسیار ناچیز می پنداشت.

 تخمین عمر زمین بر اساس میزان رسوب  گذاری

هر کس سنگ های رسوبی را مطالعه کرده باشد، می داند که طبقه ای ضخیم از ماسه سنگ می تواند در عرض یک روز ته نشین شود یا لایه نازك گل رسی که روی آن قرار می گیرد، ممکن است برا ی ته نشین شدن به ١٠٠سال زمان نیاز داشته باشد و سطح طبقه بندی میان آن ها ممکن است نماینده مدت زمانی بیش از مجموع آن ها باشد.  برای ضخامت معینی از طبقات رسوبی میانگینی برای میزان رسوب گذاری وجود دارد. اگر تغییرات مهمی در شرایط محیط رسوبی رخ ندهد و  فرسایش نیز در امر رسوب گذاری وقفه ایجاد نکند، ضخامت طبقات کم و بیش متناسب با زمان سپری شده خواهد بود.

زمین شناسان اواخر قرن نوزدهم تصور می کردند که می توانند در صورت تخمین میزان ته نشست در محیط های رسوبی امروزی، زمان مشخص شده توسط واحدهای سنگ های قدیمی مشابه را نیز معین کنند. آن ها همچنین تصور می کردند که در صورت تعیین ضخامت کل طبقات رسوب کرده در گذشته، خواهند توانست کل زمان زمین شناسی طی شده را تخمین بزنند.

 تخمین عمر زمین براساس سرد شدن کره زمین

در بسیاری مناطق درجه حرارت معادن عمیق ازدیاد محسوس و یکنواختی را بر حسب ازدیاد عمق نشان می دهد. این افزایش حرارت نشان می دهد که دما از درون گرم زمین به طرف قسمت سرد خارجی آن جریان دارد و از پوسته زمین متصاعد می شود. این اتلاف گرما قابل اندازه گیری است و منطق کلوین استدلال می کرد که اگر زمین با از دست دادن حرارت ، تدر یجا د ر حال خنک شدن است، پس در زمان گذشته می بایست گرمتر بوده باشد. کلوین ا ین پدیده را به صورت اتلاف حرارت از یک حالت مذاب اولیه در نظر گرفته بود و با مطالعه میزان جریان حرارت امروزی نشان داد که از نظر زمان زمین شناسی ، مسلما مدت زیادی از زمانی که زمین در حالت مذاب بوده، نگذشته است.

این زمان ظاهری تبلور پوسته جامد زمین، حداکثر قدرت ممکن را برا ی حیات، آن گونه که ما می شناسیم، مشخص کرد. عدم دسترسی به جزئیات مربوط به نقطه ذوب سنگ ها و هدایت گرما تحت شرایط حرارت و فشار زیاد، مانع ارزیابی دقیق زمان تبلور می شد، لکن مدت تعیین شده بسیار کم بود. بر این اساس زمانی که کلوین به دست آورده بود، ١٠٠ میلیون سال بود.

تخمین سن زمین بر اساس سنگ های آسمانی  

قسمت اعظم و در ضمن قدیمی ترین بخش تاریخ زمین شناسی را بخش پرکامبرین تشکیل می‌دهد که معمولا از نظر سنگ شناسی مشخص است و می‌توان سنگ های متعلق به آن را را تشخیص داد. آزمایشات مختلف روی سنگ های این بخش، اعداد متفاوتی را به دست داده که کم ترین آن ها ٦٠٠ میلیون سال و بیش ترین آن ها ٣.٥ میلیارد سال است. اگر تصور کنیم که پرکامبرین از ٣.٥ میلیارد سال پیش شروع شده، زمان تشکیل زمین مسلما از این عدد بیشتر است و بنابراین برای تعیین سن زمین از عوامل دیگر نیز بایستی کمک گرفت.

یکی از این عوامل سنگ های آسمانی است. از آنجا که مطابق تمام نظریات موجود ،تشکیل زمین و سایر سیارات منظومه شمسی هم زمان بوده است، با تعیین سن این سنگ ها می‌توان سن واقعی زمین را به دست آورد. حداکثر سنی که تا به حال برای سنگ های آسمانی به دست آمده ٤،٦ میلیارد سال بوده است. یکی دیگر از عواملی که به تعیین سن زمین کمک می‌کند، نمونه‌هایی است که از ماه گرفته شده و بر اساس تجزیه نمونه‌های مذبور عددی نظیر عدد فوق برای آن ها حاصل شده است. بدین ترتیب می‌توان عدد ٤،٦ میلیارد سال را برای سن زمین در نظر گرفت.

مرکز یادگیری سایت تبیان

تهیه و تنظینم: فاطمه گودرزی