Возраст Земли
Возраст Земли так велик, что его трудно себе вообразить. Но если предположить, что нашей планете всего один год, то человечество просуществовало менее пяти часов.
Человечество веками пыталось определить возраст Земли. В начале XVII века архиепископ Армы Джеймс Ашер вычислил дату сотворения мира по Библии. Он определил ее как 4004 год до н. э., эту хронологию можно найти в старых изданиях Библии.
Теперь мы знаем, что Ашер ошибся - более чем в миллион раз! На сегодня принятый учеными возраст Земли составляет 4600 миллионов лет. Он приблизительно такой же, как и возраст Солнца и остальных планет.
В конце XVII века датский врач и естествоиспытатель Николаус Стено (который со временем тоже стал епископом) заключил, что верхние слои осадочных пород, накапливающиеся под водой, моложе, чем нижние. В XIX веке это открытие помогло ученым разработать относительную хронологию пород и, таким образом, частично определить возрастную структуру Земли. Наука о датировании пород известна под названием геохронология. Однако лишь в начале XX века британские и американские ученые обнаружили, что некоторые радиоактивные элементы можно использовать как "часы" для фиксации огромных периодов времени. Атомы этих элементов со временем разлагаются, образуя другие элементы. Так, например, по истечении довольно длительного периода уран превращается в свинец, излучая при этом радиацию.
Девять тяжелых элементов, встречающихся в естественном виде, включая радий и уран, являются радиоактивными. То же самое касается некоторых изотопов (разновидностей одних и тех же элементов, отличающихся массой атомов) легких элементов, таких как рубидий и стронций.
Ученые открыли часы, но не знали, как определять по ним время. В этом им помогло создание во время и после Второй мировой войны прибора под названием масс-спектрометр. Он разделяет атомы по их массам и электрическим зарядам и позволяет определять ничтожные количества радиоактивных веществ в породах.
Периоды полураспада
Радиоактивные вещества распадаются с определенной скоростью. Единицей ее измерения является период полураспада - время, за которое распадается половина первоначального количества радиоактивного вещества. Второй период полураспада - это половина оставшегося вещества, и так с каждым разом этот период уменьшается.
Наиболее известным методом датирования является датирование по радиоуглероду, с помощью которого можно определить возраст любого органического вещества, дошедшего до нас из прошлого (такого как кости или древесина). Так, например, этот метод применили в 1988 г. для датирования Туринской Плащаницы, в которую, как полагают, в свое время завернули Иисуса Христа. Однако датировать по радиоуглероду неорганические породы невозможно, для этого применяются другие методы. Они включают распад с превращением радиоактивного изотопа калия в радиоактивный аргон, распад радиоактивного изотопа рубидия в радиоактивный стронций, и распад урана и тория с превращением в свинец.
Подтверждение возраста Земли пришло из космоса. Некоторые упавшие на Землю метеориты содержат минерал под названием троилит. В нем мало или совсем нет урана, поэтому полагают, что найденный в нем свинец представляет первоначальное его количество на планетах, включая Землю. Таким образом, удалось проверить правильность уран-свинцового датирования. Были также проанализированы лунные породы, доставленные на Землю американскими астронавтами в 1970-х годах. Из этих пород и образцов метеоритов получены данные о возрасте Луны и метеоритов, подобных тем, по которым определяли возраст Земли.
Следы примитивной жизни обнаружены в породах, которым почти 3,5 миллиарда лет, - самых старых из известных пород на Земле. Жизнь эта представлена бактериями и водорослями, т. е. простейшими одноклеточными организмами.
Вероятно, на протяжении предшествующих 1000 миллионов лет на Земле постепенно образовались океаны из воды мантии, выбрасываемой вулканами на поверхность при извержении. Первоначально атмосфера состояла, очевидно, главным образом из водорода. Кислород в воздухе образовался либо в результате воздействия света на водные пары, либо его выделяли растениевидные морские организмы.
Вспышка жизни
Около 570 миллионов лет тому назад на Земле началось бурное развитие жизни. Около 400 миллионов лет тому назад в атмосфере уже было достаточно кислорода для роста растений на суше, а за последующие 50 миллионов лет появились и начали эволюционировать наземные животные.
Геологи делят историю последних 570 млн. лет на ряд периодов. Самый ранний из них называется кембрийским. Геологическое время с начала кембрия (590 миллионов лет тому назад) до нынешнего четвертичного периода известно как фанерозойский эон. Остальная часть истории Земли обычно объединяется под общим названием докембрий. Если представить себе, что Земля существует один год, то самые ранние формы жизни появились в начале мая, а кембрийский период начался в ноябре. Первые люди возникли около 7 часов вечера 31 декабря, а современный человек сформировался приблизительно за пять минут до полуночи.
