Вік гірських порід
Інформація - Геодезія та Геологія
Інші матеріали по предмету Геодезія та Геологія
Як визначають вік землі та гірських порід
Вік коня або собаки можна визначити по зубах, дерева - по товщині стовбура або по річних кільцях росту, а як дізнатися вік Землі та гірських порід, які складають її? У біблії - найдавнішому збірнику релігійних творів - стверджується, що Земля дуже молода - їй трохи більше ніж 7 тис. років. Цю безглузду цифру спростовують природознавство та історія людського суспільства. Однак дати правильну відповідь на питання про вік Землі та час різних геологічних подій не так просто. Потрібно було багато років наполегливої праці великої армії вчених - геологів, біологів, палеонтологів, фізиків, щоб визначити вік Землі.
Геологи і палеонтологи вивчили осадові породи (пісок, глину, вапняк, мергель та ін) земної кори від верхніх верств - наймолодших до нижніх - найдавніших. За залишками організмів, що в них залишилися, вони відновили справжню історію життя на Землі. Розвиток рослин і тварин йшло від найпростіших форм до складних, від нижчих до вищих у зв'язку зі зміною умов існування. Вчені виділили історія Землі життя п'ять ер, у кожній ері кілька періодів, а періодах своєю чергою епохи і століття.
Кожен наступний період відрізняється від попереднього виникненням нових, більш високоорганізованих рослин та тварин, змінами клімату, розташування суші та моря.
У кожну еру, період чи епоху геологічної історії існували певні тварини та рослини.
По залишкам організмів, їх називають керівними копалинами, визначають відносний геологічний вік відкладень земної кори, тобто. простежують, що було раніше і пізніше. Палеонтологивстановлюють одновіковість (одночасність) шарів, розташованих на великій відстані один від одного, і відновлюють давню географію (палеогеографію) для різних періодів, епох. Наприклад, якщо знаходять у шарах Землі трилобітів, то ці шари відносять до морських відкладень палеозойської ери, а якщо знаходять залишки динозаврів, то їх шари відносять до континентальних відкладень мезозойської ери.
Проте в такий спосіб не можна дізнатися, скільки років тривали геологічні епохи, періоди, епохи, тобто. визначити у тисячах чи мільйонах років їх абсолютний геологічний вік.
Спроби обчислити абсолютний вік верств Землі робилися давно, але в останні роки, коли фізика і хімія досягли великих успіхів, вдалося розробити методи точного виміру часу далекого минулого.
Фізики та хіміки відкрили, що атоми деяких елементів - урану, торію, радію та ін - весь час змінюються, "розпадаються", утворюючи інші елементи. Перетворення атомів, чи розпад, супроводжується радіацією, тобто. випромінюванням дрібних заряджених частинок. Тому такі елементи називаються радіоактивними, а процес їх перетворення – радіоактивним розпадом. Виявилося, що радіоактивний розпад протікає завжди з тією самою швидкістю. На нього не впливають висока температура та тиск у надрах Землі. У науці прийнято визначати швидкість радіоактивного розпаду часом, необхідним для розпаду половини кількості елемента, що був спочатку. Цей час називається періодом напіврозпаду. Він неоднаковий у різних елементів. Напіврозпад рубідія-87 відбувається за 50 млрд. років, калію-40 – за 1,25 млрд. років, урану-238 – за 4,52 млрд. років, радію – за 1590 років. Постійні для кожного радіоактивного елемента швидкості розпаду дозволяють використовувати їх як точний годинник для вимірювання вікугірських порід.
При розпаді одного з видів (так званих ізотопів) радіоактивного урану утворюються елементи гелій та свинець. Вираховано, що з накопичення 1 р свинцю в 100 р урану (тобто.1%) потрібно близько 90 млн. років. Таким чином, визначивши відсоток свинцю в урані, можна встановити, скільки часу пройшло з початку процесу розпаду, чи початку утворення гірської породи.
За допомогою радіоактивних елементів вчені вирахували вік Землі, який визначається не менш як у шість мільярдів років! За допомогою цього методу визначено вік найдавніших гірських порід, що виходять на поверхню Землі.
Для визначення більш коротких відрізків часу застосовується дуже цікавий та точний радіовуглецевий метод. Їм визначають вік до 50 тис. років і помилка не перевищує 400 років. У тканинах живих організмів поряд із звичайним вуглецем (його атомна вага 12) міститься невелика та постійна кількість його ізотопу, або радіоактивного вуглецю з атомною вагою 14. Період напіврозпаду радіоактивного вуглецю недовгий – 5760 років. У органічних залишках, що збереглися (кістки, стовбури дерев, що затонули в болоті, тканині тощо), вуглець-14 поступово втрачає радіоактивність. Його кількість дуже мала і може бути знайдена дуже точними приладами. Перевірити цей метод вдалося, вивчаючи археологічні пам'ятки, вік яких був відомий за історичними документами.
Радіовуглецевим методом визначили вік багатьох археологічних та палеонтологічних знахідок. Наприклад, вік необугленених зерен пшениці та ячменю, знайдених у Єгипті, дорівнював близько 6100 років, а знайдені в Ізраїлі сувої біблії налічують близько 2000 років.
У 1951 р. на Таймирі знайшли залишки трупа мамонта. За вмістом радіовуглецю в сухожиллях тварини та залишкам рослин біля трупавстановили, що мамонт пролежав у вічній мерзлоті понад 11 тис. років.
Такі коротко ті методи, які має наука. Немає сумніву в тому, що незабаром будуть відкриті нові, ще точніші способи вимірювання часу далекого минулого.