Этот симпатичный дельфинчик, плещущийся в бассейне, был совсем недавно спасен от неминуемой гибели. Читать дальше>>

Мечтаете открыть для себя Россию, тогда обязательно посетите самый красивый город нашей огромной страны — Санкт-Петербург! Но прежде чем отправиться в самое незабываемое и волшебное путешествие в вашей жизни загляните на сайт www.peterburg.ru, со страниц которого Вы сможете узнать, с какими интересными места Санкт-Петербурга Вам следует познакомиться в первую очередь!

Сложно поверить в то, что эта еле заметная белая точка, которая словно маяк мерцает во мгле бескрайнего космического пространства, – планета Земля. Эта удивительная фотография была сделана космическим аппаратом Вояджер-1 с расстояния 6 млрд. км

До сих пор я старался избегать научных определений изотопов — с непривычки они могут показаться тяжеловатыми. Однако теперь мы вплотную подошли к тому моменту, когда без них не обойтись, иначе будет непонятно, как все-таки определили возраст Земли. Дальше разные изотопы одних и тех же элементов пойдут сплошным потоком, поэтому будьте внимательны, не перепутайте. Следите за верхними индексами перед всеми нашими U и РЬ. А я постараюсь свести их количество к минимуму.

В 1905 г. американский ученый Бертрам Болтвуд выяснил, что конечным продуктом цепочки распада урана является свинец. И у него возникла идея нового способа датировки горных пород. К 1906 г. Болтвуд раздобыл 26 образцов различных горных пород, которые намеревался датировать ураново-свинцовым методом.

Метод основывается на том, что по мере прохождения атомом цепочки распада радиоактивный распад принимает разные формы. Переход атомов из одной формы в другую сопровождается выбросом гелия, электронов или других форм энергии, и в конечном итоге появляется стабильный изотоп свинца — ²⁰⁶Рb. Исходя из того, что изначально, при кристаллизации минералов, в образцах свинец не содержался, Болтвуд, измерив соотношение между ураном и свинцом, подсчитал, что данные куски породы образовались около 570 млн. лет назад. Теперь минимальный возраст Земли, определенный Резерфордом, уже не казался таким нелепым.

В начале XX века метод измерения возраста Земли при помощи радиоактивных изотопов не дал точных результатов. Так в 1931 году британец Артуру Холмсу установил, что Земля всего-навсего 1460-3000 млн. лет.

Доводить дело до конца — причем почти в одиночку — и вычислять возраст Земли с помощью радиоактивных изотопов выпало британскому геологу Артуру Холмсу. Начиная с 1911 г. он работал над определением возраста Земли и созданием временной шкалы для всех открытых учеными геологических рубежей, которые оставались без датировки. Возраст Земли по-прежнему мог оказаться абсолютно любым. И если измышления епископа Ашшера в расчет уже не брали, то у Кельвина в некоторых кругах еще находились сторонники. К 1931 г. Холмс утверждал, что возраст Земли располагается где-то в промежутке от 1460 млн. до 3000 млн. лет.

К концу 1920-х Резерфорд обнаружил еще один, доселе неизвестный изотоп урана — ²³⁵U, дающий при распаде свою собственную стабильную разновидность свинца, ²⁰⁷Рb. Помимо него был открыт еще один изотоп свинца — ²⁰⁴Рb, не являвшийся, впрочем, продуктом распада урана. Его концентрация со времен образования Земли никак не изменилась. Что бы ни происходило с ураном, на количестве Рb это не отражалось никак.

И тогда пришло осознание одного очень важного фактора. Поскольку период полураспада ^23SU составляет 704 млн лет, он распадается в шесть раз быстрее ²³⁸U.

Фотография Земли с расстояния в 9,66 миллионов километров, сделанная в августе 2011 года космическим аппаратом Юнона

То есть в конечном итоге чем старше образец породы, тем выше изначальное содержание ²³⁵U и тем больше образуется ²⁰⁷Рb. Учитывая, что два разных изотопа урана образуют разные изотопы свинца, соотношение ²⁰⁷Рb к ²⁰⁶РЬ тоже будет расти со временем. Поэтому для определения возраста уже не требовалось знать количество урана, достаточно было подсчитать соотношение разных изотопов свинца. В теории, разумеется. Все упиралось в необходимость выяснить изначальное соотношение на момент формирования Земли, до того, как на их количество повлиял распад урана. Требовалась отправная точка — образец, не содержащий уран.

Холмс взял образец из Гренландии. Предполагалось, что содержащийся в нем свинец не является продуктом радиоактивного распада, и поэтому образец отражает состояние Земли на момент формирования. В 1946 г. Холмс определил минимальный возраст Земли как 3000 млн. лет, но в 1947 г. скорректировал его до 3400 млн. Путем обратной проекции своих результатов во времени он вычислил, что распад урана начался 4500 млн. лет назад, и установил тем самым верхний предел возраста планеты.

Однако уже после проделанного Холмсом гигантского труда стало известно, что на поверхности планеты ни один камень, даже из Гренландии, не отражает изначального состояния Земли. На ее поверхности происходят постоянные изменения, непрерывное разрушение и переработка горных пород. Гренландский образец Холмса выдал лишь минимальную границу возраста. По-прежнему требовался кусок камня, отражавший начальную стадию формирования Земли, но избежавший воздействия геологических процессов. К сожалению, найти такой на Земле не представлялось возможным.

Наряду с непрерывной бомбардировкой Земли метеоритами на первых этапах ее эволюционного развития, проходила и активная бомбардировка Луны, следы которой мы можем видеть и по сей день в виде бессчетного числа разнообразных кратеров

В 1940-1950-х считалось, что вся наша Солнечная система формировались более или менее одновременно. Теперь мы знаем, что процесс этот был гораздо более сложным и занял десятки миллионов лет, однако пока для наших целей нас устроят такие представления. Смысл в том, что железные метеориты, как самое примитивное вещество в Солнечной системе, должны были сформироваться в числе первых. Медленно застывая и превращаясь в знакомую нам сегодня Землю, наша планета подвергалась непрерывной бомбардировке маленьких твердых небесных тел. Поскольку в железных метеоритах содержание урана стремится к нулю, рассуждали ученые, имеющийся в них свинец никак не может быть продуктом радиоактивного распада. А значит, по составу железных метеоритов можно вычислить то самое изначальное, исконное соотношение свинца, присутствовавшее в зарождающейся Солнечной системе — ив нашей планете.

Самым крупным из обнаруженных на Земле космических скитальцев стал 9-тонный метеорит, который находится на территории фермы Гоба, Намбия. Его примерный возраст составляет 200-400 млн. лет

К началу 1950-х американский геохимик Клэр Паттерсон, работавший в Калифорнийском технологическом институте, завершил исследование железного метеорита и определил средний состав свинца. В 1953 г. он пришел к выводу, что именно таким и было исконное соотношение, и, отталкиваясь от этих данных, получил возможность вычислить количество свинца, образовавшееся на Земле в результате уранового распада и срок его образования. Верхний предел возраста Земли получился 4600 млн. лет.

Считать ли этот возраст истинным? Несмотря на всю логичность предположения, что метеориты формировались в одно время с нашей планетой, в 1950-х бесспорных подтверждений на этот счет не существовало. И в 1956 г. Паттерсон взялся доказать, что метеориты в исследованиях могут выступать в качестве представителей Земли. Он подверг анализу другие типы метеоритов, содержащие уран. В результате ему удалось выявить соотношение между ²⁰⁷Рb/ ²⁰⁴Рb и ²⁰⁶Рb/²⁰⁴Рb. Количество ²⁰⁴Рb, не являющегося продуктом распада урана, оставалось неизменным. Поэтому соотношение изотопов в различных метеоритах со временем увеличивалось, в зависимости от изначального содержания в них урана. В совокупности эти соотношения выстраивались в одну четкую шкалу. Затем Паттерсон пришел к выводу, что соотношение изотопов свинца на дне океана должно отражать средний состав по суше. Ведь океанское дно формируется из того, что приносят реки с подвергающихся эрозии континентов. Паттерсону удалось продемонстрировать, что шкала соотношений по океанским образцам совпадает со шкалой по метеоритам. Все они образовались примерно в одно и то же время. Так было окончательно доказано, что метеориты и Земля — ровесники.

Возраст 4600 млн. лет, полученный после привлечения внеземных источников, кажется вполне похожим на правду. Прав был шотландский геолог Джеймс Хаттон — шкала времени уходит в бесконечность.

И в заключение статьи хочу представить Вам еще одну интереснейшую фотографию Земли, на этот раз сделанную с поверхности Марса: