Ученые стремились выяснить наиболее точную дату рождения Земли, но столкнулись со спецификой того, как наша планета рождалась.
Вопрос о том, сколько лет планете Земля, может показаться достаточно простым. Принято считать, что нашей планете около 4,5 млрд лет. Но чем больше проводится исследований по этому поводу, тем ошибочнее выглядит упомянутая цифра. Теперь ученые не исключают, что планета может оказаться старше на целых полмиллиарда лет.
«Назвать возраст планеты достаточно легко, но только до того момента, когда масштаб исследований начнет увеличиваться», — говорит профессор геологии, заведующий кафедрой наук о Земле и атмосфере Хьюстонского университета Томас Лапен.
Ученые стремились выяснить наиболее точную дату рождения Земли, но столкнулись со спецификой того, как наша планета рождалась.
«Когда появляются на свет люди – это всего лишь одно мгновение во времени, но формирование планет – процесс, который длится миллионы лет», — отмечает эксперт.
Поэтому для того, чтобы назвать точный возраст Земли, астрофизикам, планетологам и геологам сперва придется определить, какой момент во всем этом процессе можно считать рождением планеты.
Когда родилась Земля
Облака газа и пыли вращались вокруг новорожденного Солнца около 4,6 млрд лет назад. Первые миллионы лет вокруг Солнца происходило мало крупных событий, здесь сталкивались и сливались небольшие астероиды – семена будущих планет. Во время столкновений некоторые камни становились все больше и больше — пока не превратились в планеты.
Но планеты – это все же не просто большие груды камней. По мере того, как накапливался материал, планеты дифференцировались на разные слои: ядро, мантия и кора. Процесс «набора веса» и его расслоение продолжается десятки миллионов лет. Некоторые ученые считают, что именно этот момент и является рождением планеты. Но Лапен сравнивает его скорее с «зачатием» Земли, а вот ее рождение судя по всему, произошло в момент катаклизма, сформировавшего и Луну.
Как известно, на своем самом раннем этапе формирования прото-Земля столкнулась с другим «эмбрионом» планеты, похожим по своим размерам на Марс. Когда два этих объекта слились в большом столкновении, на орбите Земли появилась Луна.
Лапен считает, что именно это столкновение запустило «перезагрузку» материалов, из которых сформировалась Земля. Тогда поверхность прото-Земли представляла собой магматический океан. Но после произошедшего столкновения материал обоих объектов смешался, а также создал известную нам систему Земля-Луна. Доказательства «перезагрузки» ученые находят как в земных породах, так и в лунных.
«В результате столкновения прото-Земля была разрушена или радикально изменена в составе. По моему мнению, тот первый вариант Земли не может считаться той планетой, которую мы знаем», — подчеркивает профессор геологии.
Если отправной точкой считать именно это событие, тогда возраст Земли варьируется между 4,4 и 4,52 млрд лет. Но для того, чтобы окончательно подтвердить этот возраст, необходимо найти доказательства в прошлом планеты.
Для этого необходимо отыскать самые древние горные породы на Земле, они должны были образоваться сразу же после того, как океаны магмы затвердели. Такими минералами являются цирконы, которые были найдены в Западной Австралии.
Для определения точного возраста этих камней ученые использовали радиометрическое датирование. Во время сканирования становится известно количество урана, которое содержится в цирконах. Дело в том, что этот элемент распадается на свинец с общеизвестной скоростью. Поэтому ученые могут выяснить возраст минерала по соотношению урана и свинца в образце. Именно этот метод установил, что найденным на Западе Австралии цирконам около 4,4 млрд лет.
Судя по информации из камней, система Земля-Луна должна была появиться раньше 4,4 млрд лет, так как записи горных пород были бы стерты во время столкновения, которое создало Луну. Так что наша планета точно не моложе 4,4 млрд лет. Но насколько она может быть старше?
Для того, чтобы ответить на этот вопрос, ученым необходимо пойти дальше и изучить лунную почву.
На поверхности Луны свидетельства древнего прошлого сохранились намного лучше, потому как там нет таких процессов, как тектоника плит, которая перетасовала бы поверхность спутника. Ученые могут изучить лунную почву благодаря метеоритам, которые падают на Земли и образца взятым на спутнике миссией NASA Apollo.
Подобно прото-Земле наша Луна также когда-то была покрыта океаном из магмы. Самые старые образцы лунной поверхности помогут понять, когда магма на Луне затвердела. Ученые проанализировали цирконы, которые были собраны во время миссии на Луну, и определили, что магма на Луне затвердела около 4,51 млрд лет назад.
Но, по словам Лапена, с момента столкновения, слияния и охлаждения тел, а также их дифференциацией должно было пройти какое-то время. И этот отрезок может составлять около 50 млн лет.
Именно поэтому некоторые ученые утверждают, что расчеты возраста Земли могут быть ошибочными на целых 50 млн лет.
Существует и другой способ сузить временные рамки. Горные породы со времен формирования прото-Земли могли сохраниться в астероидах и кометах.
Такие капсулы времени иногда попадают на Землю в виде метеоритов. Самым древним на данный момент является метеорит Erg Chech 002. Ученые полагают, что космический камень – это фрагмент коры зарождающейся планеты Солнечной системы. Возраст Erg Chech 002 дает представление о времени, когда прото-Земля, вероятно, также находилась на аналогичной стадии развития.
«Если мы возьмем за дату рождения Земли момент, когда сформировалось ее первое ядро, которое в конечном итоге выросло за счет аккреции, тогда возраст нашей планеты сопоставим с возрастом Erg Chech 002», — подчеркивает эксперт.
Согласно подсчетам ученых, возраст метеорита Erg Chech 002 составляет примерно 4,565 млрд лет назад.
Есть ли шанс узнать точный возраст Земли
В масштабах человеческой жизни 50 млн лет – это слишком большой отрезок времени. Но в планетарных масштабах, такая погрешность вполне допустима.
«Это относительно короткий период времени, за который произошло много событий: столкновение, слияние и формирование остывших, затвердевших пород, которые стали частью ядра, мантии и коры Земли», — говорит ученый.
Правда, Лапен не отрицает, что все же есть возможность уточнить возраст Земли благодаря дополнительным образцам с Луны и падающим на Землю метеоритам.
Так, лунные камни, доставленные на Землю китайской миссией Chang’e 5, изучаются учеными до сих пор. В рамках программы NASA Artemis также планируется доставка лунных пород на Землю. Кроме этого, американское космическое агентство предоставляет ученым все больше образцов с Луны, доставленных на планету в рамках миссии Apollo.
По материалам Popsci.
