Страница полузащищенная
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Смотрите также: История Земли

Голубой мрамор , Земля в 1972 году с Аполлона-17.

Возраст Земли оценивается в 4,54 ± 0,05 млрд лет (4,54 × 10 9 лет ± 1%). [1] [2] [3] [4] Этот возраст может представлять возраст аккреции Земли , образования ядра или материала, из которого сформировалась Земля. [2] Эта датировка основана на данных радиометрических датирующий из метеорита [5] материала и согласуются с радиометрическими возрастами старейших известным наземных и лунных образцов .

После разработки радиометрического определения возраста в начале 20 века измерения содержания свинца в богатых ураном минералах показали, что возраст некоторых из них превышает миллиард лет. [6] Самым древним из таких минералов, проанализированным на сегодняшний день, - небольшим кристаллам циркона из Джек-Хиллз в Западной Австралии - не менее 4,404 миллиарда лет. [7] [8] [9] Включения, богатые кальцием и алюминием - самые старые известные твердые составляющие метеоритов, образующихся в Солнечной системе - имеют возраст 4,567 миллиарда лет [10] [11], что дает нижний предел возраста Солнечной системы .

Предполагается, что аккреция Земли началась вскоре после образования включений, богатых кальцием и алюминием, и метеоритов. Поскольку время, которое длился этот процесс аккреции, еще не известно, а прогнозы различных моделей аккреции колеблются от нескольких миллионов до примерно 100 миллионов лет, разницу между возрастом Земли и самых старых горных пород определить сложно. Также трудно определить точный возраст самых старых горных пород на Земле, обнаженных на поверхности, поскольку они представляют собой совокупность минералов, возможно, разного возраста.

Развитие современных геологических концепций

Хронология жизни
Эта коробка:
  • Посмотреть
  • разговаривать
  • редактировать
-4500 -
-
-4000 -
-
-3500 -
-
-3000 -
-
-2500 -
-
-2000 -
-
-1500 -
-
-1000 -
-
-500 -
-
0 -
Вода
Одноклеточная жизнь
Фотосинтез
Эукариоты
Многоклеточная жизнь
Членистоногие Моллюски
Растения
Динозавры    
Млекопитающие
Цветы
Птицы
Приматы
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
←
Самая ранняя Земля ( -4540 )
←
Самая ранняя вода
←
Самая ранняя жизнь
←
LHB метеориты
←
Самый ранний кислород
←
Атмосферный кислород
←
Кислородный кризис
←
Древнейшие грибы
←
Половое размножение
←
Самые ранние растения
←
Самые ранние животные
←
Эдиакарская биота
←
Кембрийский взрыв
←
Тетрапода
←
Самые ранние обезьяны
Р ч п е г о г о я гр
П р о т е р о з о и к
Т с ч е с п
H a d e a n
Понгола
Гуронский
Криогенный
Андский
Кару
Четвертичный
Ледниковые периоды
( миллион лет назад )
Основная статья: История геологии
Дополнительная информация: Относительное свидание

Исследования слоев - наслоения горных пород и земли - дали естествоиспытателям представление о том, что Земля, возможно, претерпела множество изменений за время своего существования. Эти слои часто содержали окаменелые останки неизвестных существ, что заставляло некоторых интерпретировать переход организмов от слоя к слою. [12] [13]

Николас Стено в 17 веке был одним из первых натуралистов, которые оценили связь между ископаемыми останками и пластами. [13] Его наблюдения привели его к формулированию важных стратиграфических концепций (т. Е. « Закона суперпозиции » и « принципа изначальной горизонтальности »). [14] В 1790-х годах Уильям Смит выдвинул гипотезу, что если два слоя горных пород в совершенно разных местах содержат похожие окаменелости, то очень вероятно, что эти слои были одного возраста. [15] Племянник и ученик Смита, Джон Филлипс , позже подсчитал таким образом, что Земле было около 96 миллионов лет. [16]

В середине 18 века натуралист Михаил Ломоносов предположил, что Земля была создана отдельно от остальной Вселенной и за несколько сотен тысяч лет до нее. Идеи Ломоносова были в основном умозрительными. В 1779 году граф дю Бюффон попытался определить возраст Земли с помощью эксперимента: он создал небольшой шар, который по составу напоминал Землю, а затем измерил скорость его охлаждения. Это привело его к оценке, что Земле около 75 000 лет.

Другие натуралисты использовали эти гипотезы для построения истории Земли , хотя их временные рамки были неточными, поскольку они не знали, сколько времени потребовалось, чтобы заложить стратиграфические слои. [14] В 1830 году геолог Чарльз Лайель , развивая идеи, найденные в работах Джеймса Хаттона , популяризировал концепцию, согласно которой характеристики Земли постоянно меняются, непрерывно разрушаются и реформируются, и скорость этого изменения была примерно постоянной. Это было вызовом традиционной точке зрения, согласно которой в истории Земли преобладали периодические катастрофы . Многие натуралисты под влиянием Лайеля стали « униформистами », считавшими, что изменения постоянны и единообразны. [цитата необходима ]

Ранние расчеты

Дополнительная информация: Уильям Томсон, первый барон Кельвин § Возраст Земли: геология

В 1862 году физик Уильям Томсон, первый барон Кельвин, опубликовал расчеты, согласно которым возраст Земли составляет от 20 до 400 миллионов лет. [17] [18] Он предположил, что Земля сформировалась как полностью расплавленный объект, и определил количество времени, которое потребуется для того, чтобы градиент приповерхностной температуры уменьшился до его нынешнего значения. Его расчеты не учитывали тепло, производимое в результате радиоактивного распада (тогда еще неизвестный процесс), или, что более важно, конвекцию внутри Земли , которая позволяет температуре в верхней мантии оставаться высокой намного дольше, поддерживая высокий тепловой градиент в коре. дольше.[17] Еще более ограничивающими были оценки Кельвина относительно возраста Солнца, которые были основаны на оценках его теплового излучения и теории о том, что Солнце получает свою энергию в результате гравитационного коллапса; Кельвин подсчитал, что Солнцу около 20 миллионов лет. [19] [20]

Уильям Томсон (лорд Кельвин)

Такие геологи, как Чарльз Лайель, не могли принять такой короткий возраст Земли. Для биологов даже 100 миллионов лет казались слишком короткими, чтобы быть правдоподобными. В теории эволюции Чарльза Дарвина процесс случайной наследственной изменчивости с кумулятивным отбором требует очень продолжительного времени, и сам Дарвин заявил, что оценки лорда Кельвина, похоже, не дают достаточно. [21] Согласно современной биологии, полная эволюционная история от начала жизни до сегодняшнего дня имела место с 3,5 до 3,8 миллиарда лет назад , количество времени, которое прошло с момента последнего универсального предка всех живых организмов, как показывает геологическое датирование. .[22]

В лекции 1869 года великий защитник Дарвина Томас Х. Хаксли подверг критике расчеты Томсона, предположив, что они кажутся точными сами по себе, но основаны на ошибочных предположениях. Физик Герман фон Гельмгольц (в 1856 г.) и астроном Саймон Ньюком (в 1892 г.) внесли в дискуссию свои собственные вычисления 22 и 18 миллионов лет соответственно: они независимо вычислили количество времени, которое потребуется Солнцу, чтобы конденсироваться. к его текущему диаметру и яркости из газовой и пылевой туманности, из которой он родился. [23] Их значения соответствовали расчетам Томсона. Однако они предположили, что Солнце светится только от тепла своего гравитационного сжатия.. Процесс солнечного ядерного синтеза еще не был известен науке.

В 1895 году Джон Перри оспорил фигуру Кельвина на основе своих предположений о проводимости, и Оливер Хевисайд вступил в диалог, считая это «средством демонстрации способности его операторского метода решать проблемы удивительной сложности». [24]

Другие ученые подтвердили данные Томсона. Сын Чарльза Дарвина, астроном Джордж Х. Дарвин , предположил, что Земля и Луна распались в первые дни, когда они оба были расплавленными. Он подсчитал, сколько времени потребовалось бы, чтобы приливное трение дало Земле ее текущие 24-часовые сутки. Его значение в 56 миллионов лет добавило дополнительных доказательств того, что Томсон был на правильном пути. [23]

Последняя оценка Томсона в 1897 году была такова: «Этому было больше 20 и меньше 40 миллионов лет, и, вероятно, гораздо ближе 20, чем 40». [25] В 1899 и 1900 годах Джон Джоли рассчитал скорость, с которой океаны должны были накапливать соль в результате процессов эрозии , и определил, что возраст океанов составляет от 80 до 100 миллионов лет. [23]

Радиометрическое датирование

Основная статья: Радиометрическое датирование

Обзор

По своей химической природе минералы горных пород содержат одни элементы, но не другие; но в породах, содержащих радиоактивные изотопы, в процессе радиоактивного распада со временем образуются экзотические элементы. Путем измерения концентрации стабильного конечного продукта распада в сочетании со знанием периода полураспада и начальной концентрации разлагающегося элемента можно рассчитать возраст породы. [26] Типичными конечными радиоактивными продуктами являются аргон при распаде калия- 40 и свинец при распаде урана и тория . [26]Если порода расплавляется, как это происходит в мантии Земли , такие нерадиоактивные конечные продукты обычно ускользают или перераспределяются. [26] Таким образом, возраст самых старых горных пород Земли дает минимум возраста Земли, если предположить, что ни одна горная порода не оставалась нетронутой дольше, чем сама Земля.

Конвективная мантия и радиоактивность

В 1892 году Томсон был назначен лордом Кельвином в знак признательности за его многочисленные научные достижения. Кельвин рассчитал возраст Земли, используя температурные градиенты , и он пришел к оценке примерно в 100 миллионов лет. [27] Он не осознавал, что мантия Земли была конвекционной, и это опровергло его оценку. В 1895 году Джон Перри произвел оценку возраста Земли от 2 до 3 миллиардов лет, используя модель конвективной мантии и тонкой коры [27], однако его работа в значительной степени игнорировалась. [17] Кельвин придерживался своей оценки 100 миллионов лет, а позже сократил ее примерно до 20 миллионов лет.

Открытие радиоактивности внесло еще один фактор в расчет. После первого открытия Анри Беккереля в 1896 году Мария и Пьер Кюри открыли радиоактивные элементы полоний и радий в 1898 году; а в 1903 году Пьер Кюри и Альбер Лабордобъявили, что радий производит достаточно тепла, чтобы растопить лед под собственным весом менее чем за час. Геологи быстро поняли, что это опровергает предположения, лежащие в основе большинства расчетов возраста Земли. Они предполагали, что исходное тепло Земли и Солнца постоянно рассеивалось в космос, но радиоактивный распад означал, что это тепло постоянно пополнялось. Джордж Дарвин и Джон Джоли первыми указали на это в 1903 году [28].

Изобретение радиометрического датирования

Радиоактивность, опровергнувшая старые расчеты, дала бонус, предоставив основу для новых расчетов в виде радиометрического датирования .

Эрнест Резерфорд в 1908 году

Эрнест Резерфорд и Фредерик Содди совместно продолжили свою работу над радиоактивными материалами и пришли к выводу, что радиоактивность является результатом спонтанной трансмутации атомных элементов. При радиоактивном распаде элемент распадается на другой, более легкий элемент, выделяя при этом альфа, бета или гамма- излучение . Они также определили, что определенный изотоп радиоактивного элемента распадается на другой элемент с определенной скоростью. Эта скорость дается в терминах « периода полураспада » или количества времени, за которое половина массы этого радиоактивного материала распадается на «продукт распада».

Некоторые радиоактивные материалы имеют короткий период полураспада; некоторые имеют длительный период полураспада. Уран и торий имеют длительный период полураспада и поэтому сохраняются в земной коре, но радиоактивные элементы с коротким периодом полураспада обычно исчезли. Это наводило на мысль, что можно было бы измерить возраст Земли, определив относительные пропорции радиоактивных материалов в геологических образцах. В действительности радиоактивные элементы не всегда распадаются на нерадиоактивные («стабильные») элементы напрямую, вместо этого они распадаются на другие радиоактивные элементы, которые имеют свой период полураспада и так далее, пока не достигнут стабильного элемента . Эти " цепочки распада"", такие как уран-радиевый и ториевый ряды, были известны в течение нескольких лет после открытия радиоактивности и послужили основой для создания методов радиометрического датирования.

Пионерами радиоактивности были химик Бертрам Б. Болтвуд и энергичный Резерфорд. Болтвуд проводил исследования радиоактивных материалов в качестве консультанта, и когда Резерфорд читал лекцию в Йельском университете в 1904 году [29], Болтвуд был вдохновлен описанием взаимосвязей между элементами в различных сериях распада. В конце 1904 года Резерфорд сделал первый шаг к радиометрическому датированию, предположив, что альфа-частицы, высвобождаемые в результате радиоактивного распада, могут быть захвачены в скалистом материале в виде атомов гелия . В то время Резерфорд только догадывался о связи между альфа-частицами и атомами гелия, но он доказал эту связь четыре года спустя.

Содди и сэр Уильям Рамзи только что определили скорость, с которой радий производит альфа-частицы, и Резерфорд предположил, что он может определить возраст образца породы, измерив его концентрацию гелия. С помощью этой техники он датировал камень, находящийся в его владении, возрастом 40 миллионов лет. Резерфорд писал:

Я вошел в комнату, которая была полутемной, и вскоре заметил лорда Кельвина в аудитории и понял, что у меня были проблемы в последней части моей речи, посвященной возрасту Земли, где мои взгляды расходились с его. К моему облегчению, Кельвин крепко заснул, но когда я подошел к важному моменту, я увидел, как старая птица села, открыла глаз и бросила на меня злобный взгляд! Затем внезапно пришло вдохновение, и я сказал: «Лорд Кельвин ограничил возраст Земли при условии, что не будет обнаружен новый источник. Это пророческое высказывание относится к тому, что мы сейчас рассматриваем сегодня вечером, - радию!» Вот! старый мальчик сиял на меня. [30]

Резерфорд предположил, что скорость распада радия, определенная Рамзи и Содди, была точной, и что гелий не покидал образец с течением времени. Схема Резерфорда была неточной, но это был полезный первый шаг.

Болтвуд сосредоточился на конечных продуктах серии распада. В 1905 году он предположил, что свинец является последним стабильным продуктом распада радия. Уже было известно, что радий является промежуточным продуктом распада урана. Резерфорд присоединился к нему, обрисовав в общих чертах процесс распада, в котором радий испустил пять альфа-частиц через различные промежуточные продукты, чтобы в конечном итоге получить свинец, и предположил, что цепь распада радий-свинец может быть использована для датирования образцов горных пород. Болтвуд проделал работу и к концу 1905 года предоставил даты для 26 отдельных образцов горных пород в возрасте от 92 до 570 миллионов лет. Он не опубликовал эти результаты, что было удачно, потому что они были испорчены ошибками измерения и плохими оценками периода полураспада радия. Болтвуд усовершенствовал свою работу и, наконец, опубликовал результаты в 1907 г. [6]

В статье Болтвуда указывалось, что образцы, взятые из сопоставимых слоев пластов, имели схожее соотношение свинца к урану, и что образцы из более старых пластов имели более высокую долю свинца, за исключением случаев, когда имелись доказательства того, что свинец выщелачивался из образца. Его исследования были несовершены тем фактом, что последовательность распада тория не была понята, что привело к неверным результатам для образцов, содержащих как уран, так и торий. Однако его расчеты были гораздо точнее любых, которые производились к тому времени. Уточнения в технике позже позволят определить возраст 26 образцов Болтвуда от 410 миллионов до 2,2 миллиардов лет. [6]

Артур Холмс устанавливает радиометрические датировки

Хотя Болтвуд опубликовал свою статью в известном геологическом журнале, геологическое сообщество мало интересовалось радиоактивностью. [ необходима цитата ] Болтвуд оставил работу по радиометрическому датированию и продолжил исследование других серий распада. Резерфорд оставался умеренно любопытным по поводу возраста Земли, но мало работал над этим.

Роберт Стратт возился с гелиевым методом Резерфорда до 1910 года, а затем прекратил. Однако ученик Стратта Артур Холмс заинтересовался радиометрическим датированием и продолжил работать над ним после того, как все остальные отказались. Холмс сосредоточился на свинцовом датировании, потому что считал гелиевый метод бесперспективным. Он провел измерения на образцах горных пород и в 1911 году пришел к выводу, что самому старому (образец с Цейлона) было около 1,6 миллиарда лет. [31] Эти расчеты не вызывали особого доверия. Например, он предположил, что образцы содержали только уран и не содержали свинца, когда были сформированы.

Более важное исследование было опубликовано в 1913 году. Оно показало, что элементы обычно существуют во множестве вариантов с разными массами или « изотопами ». В 1930-х годах было показано, что изотопы имеют ядра с различным числом нейтральных частиц, известных как « нейтроны ». В том же году было опубликовано другое исследование, устанавливающее правила радиоактивного распада, позволяющее более точно идентифицировать ряды распада.

Многие геологи считали, что эти новые открытия сделали радиометрическое датирование настолько сложным, что оно ничего не стоит. [ необходима цитата ] Холмс чувствовал, что они дали ему инструменты для улучшения его методов, и он продвигался вперед в своих исследованиях, публиковавшихся до и после Первой мировой войны. Его работы обычно игнорировались до 1920-х годов, хотя в 1917 году Джозеф Баррелл , профессор геологии из Йельского университета, переписал геологическую историю, как это понималось в то время, как согласование с открытиями Холмса в области радиометрического датирования. Исследования Баррелла определили, что не все слои пластов закладывались с одинаковой скоростью, и поэтому текущие темпы геологических изменений не могут быть использованы для определения точных временных рамок истории Земли. [ необходима цитата ]

Настойчивость Холмса, наконец, начала приносить плоды в 1921 году, когда ораторы на ежегодном собрании Британской ассоциации содействия развитию науки пришли к общему мнению, что Земле несколько миллиардов лет и что радиометрическое датирование заслуживает доверия. Холмс опубликовал «Возраст Земли, введение в геологические идеи» в 1927 году, в котором он представил диапазон от 1,6 до 3,0 миллиардов лет. Нет большой толчок , чтобы охватить радиометрического датирования не последовало, однако, и твердолобые в геологическом сообществе упорно сопротивлялся. Их никогда не заботили попытки физиков вторгнуться в их сферу, и до сих пор они успешно игнорировали их. [32] Растущее количество доказательств, наконец, склонило чашу весов в 1931 году, когда Национальный исследовательский советамериканская Национальная академия наук решили решить вопрос о возрасте Земли, назначив комитет по расследованию. Холмс, будучи одним из немногих людей на Земле, обученных методам радиометрического датирования, был членом комитета и фактически написал большую часть окончательного отчета. [33]

Таким образом, в отчете Артура Холмса делается вывод, что радиоактивное датирование было единственным надежным средством определения геологических временных масштабов. Вопросы предвзятости были отклонены большой и точной детализацией отчета. В нем описаны использованные методы, точность, с которой проводились измерения, а также их погрешности и ограничения. [ необходима цитата ]

Современные радиометрические датировки

Радиометрическое датирование продолжает оставаться преобладающим способом датировки геологических шкал времени. Методы радиоактивного датирования постоянно проверяются и дорабатываются с 1960-х годов. На сегодняшний день было использовано около 40 различных техник датирования, работающих с широким спектром материалов. Даты для одного и того же образца с использованием этих различных методов очень хорошо согласуются с возрастом материала. [ необходима цитата ]

Возможные проблемы загрязнения действительно существуют, но они были изучены и решены путем тщательного расследования, что привело к минимизации процедур подготовки проб, чтобы ограничить вероятность загрязнения. [ необходима цитата ]

Почему использовались метеориты

Возраст 4,55 ± 0,07 миллиарда лет, что очень близко к принятому сегодня возрасту, был определен Клером Кэмероном Паттерсоном с использованием изотопного датирования урана и свинца (особенно датирования свинцом ) на нескольких метеоритах, включая метеорит Каньон Диабло, и опубликованном в 1956 году [34] ]

Изохронная диаграмма изотопа свинца, показывающая данные, использованные Паттерсоном для определения возраста Земли в 1956 году.

Указанный возраст Земли частично основан на метеорите Каньон Диабло по нескольким важным причинам и основан на современном понимании космохимии, созданном за десятилетия исследований.

Большинство геологических образцов с Земли не могут дать прямую дату образования Земли из солнечной туманности, потому что Земля претерпела дифференциацию на ядро, мантию и кору, а затем претерпела долгую историю смешивания и разделения этих образцов. резервуары по тектонике плит , выветриванию и гидротермальной циркуляции .

Все эти процессы могут отрицательно повлиять на механизмы изотопного датирования, поскольку нельзя всегда предполагать, что образец оставался замкнутой системой, что означает, что либо родительский, либо дочерний нуклид (разновидность атома, характеризующаяся числом нейтронов и протонов атом содержит), или промежуточный дочерний нуклид мог быть частично удален из образца, что исказит итоговую изотопную дату. Чтобы смягчить этот эффект, обычно датируют несколько минералов в одном образце, чтобы получить изохрону . В качестве альтернативы для проверки даты в выборке можно использовать несколько систем датирования.

Некоторые метеориты также считаются примитивным материалом, из которого образовался аккрецирующий солнечный диск. [35] Некоторые из них вели себя как замкнутые системы (для некоторых изотопных систем) вскоре после образования солнечного диска и планет. [ необходима цитата ] На сегодняшний день эти предположения подтверждаются многочисленными научными наблюдениями и повторяющимися изотопными датами, и это, безусловно, более надежная гипотеза, чем та, которая предполагает, что земная порода сохранила свой первоначальный состав.

Тем не менее, древние Архейские свинцовые руды из галенита были использованы на сегодняшний день формирования Земли , поскольку они представляют собой самые ранние образованные вводные только минералы на планете и записывать самые ранние однородные свинцовы-свинцовые системы изотопных на планете. Они вернули возрастную дату в 4,54 миллиарда лет с точностью до 1% погрешности. [36]

Статистические данные для нескольких метеоритов, прошедших изохронную датировку, следующие: [37]

1. Святой Северин (хондрит обыкновенный)
1.Pb-Pb изохрон4,543 ± 0,019 млрд лет
2.Sm-Nd изохрон4,55 ± 0,33 миллиарда лет
3.Rb-Sr изохрон4,51 ± 0,15 миллиарда лет
4.Re-Os изохрон4,68 ± 0,15 миллиарда лет
2. Ювинас (базальтовый ахондрит)
1.Pb-Pb изохрон4,556 ± 0,012 млрд лет
2.Pb-Pb изохрон4,540 ± 0,001 миллиарда лет
3.Sm-Nd изохрон4,56 ± 0,08 миллиарда лет
4.Rb-Sr изохрон4,50 ± 0,07 миллиарда лет
3. Альенде (углистый хондрит)
1.Pb-Pb изохрон4,553 ± 0,004 миллиарда лет
2.Возрастной спектр Ar-Ar4,52 ± 0,02 миллиарда лет
3.Возрастной спектр Ar-Ar4,55 ± 0,03 миллиарда лет
4.Возрастной спектр Ar-Ar 4,56 ± 0,05 миллиарда лет

Каньон Дьябло метеорит

Дополнительная информация: Возраст Солнечной системы и Каньон Дьябло (метеорит)
Кратер Барринджер , Аризона, где был обнаружен метеорит Каньон Диабло.

Каньон Дьябло Метеорит был использован , потому что это как крупная , так и представителем особо редкого типа метеорита , который содержит сульфидные минералы ( в частности , Троилит , FeS), металлический никель - железные сплавы, а также силикатные минералы. Это важно, потому что присутствие трех минеральных фаз позволяет исследовать изотопные даты с использованием образцов, которые обеспечивают большое разделение концентраций между родительскими и дочерними нуклидами. Особенно это касается урана и свинца. Свинец сильно халькофилени содержится в сульфиде в гораздо большей концентрации, чем в силикате, по сравнению с ураном. Из-за этой сегрегации в родительских и дочерних нуклидах во время образования метеорита это позволило установить гораздо более точную дату образования солнечного диска и, следовательно, планет, чем когда-либо прежде.

Фрагмент железного метеорита Каньон Диабло.

Возраст, определенный по метеориту Каньон Диабло, был подтвержден сотнями других определений возраста, как на земных образцах, так и на других метеоритах. [38] Образцы метеоритов, однако, показывают разброс от 4,53 до 4,58 миллиарда лет назад. Это интерпретируется как продолжительность образования солнечной туманности и ее коллапса в солнечный диск с образованием Солнца и планет. Этот временной промежуток в 50 миллионов лет допускает аккрецию планет из исходной солнечной пыли и метеоритов.

Луна, как еще одно внеземное тело, не подвергшееся тектонике плит и не имеющее атмосферы, дает довольно точные даты возраста по образцам, полученным с миссий Аполлон. Возраст горных пород, возвращенных с Луны, составляет не более 4,51 миллиарда лет. Марсианские метеориты , упавшие на Землю, также были датированы возрастом около 4,5 миллиардов лет при помощи свинцовых датировок . Лунные образцы, поскольку они не были нарушены выветриванием, тектоникой плит или материалом, перемещаемым организмами, также могут обеспечить датировку путем прямого электронного микроскопического исследования следов космических лучей . Накопление дислокаций, порожденных ударами космических частиц высокой энергии, является еще одним подтверждением изотопных дат.Датирование с помощью космических лучей полезно только для материала, который не был расплавлен, поскольку плавление стирает кристаллическую структуру материала и стирает следы, оставленные частицами.

В целом совпадение дат возраста как самых ранних земных свинцовых резервуаров, так и всех других резервуаров в Солнечной системе, обнаруженных на сегодняшний день, используется для подтверждения того факта, что Земля и остальная часть Солнечной системы сформировались примерно от 4,53 до 4,58 миллиардов лет назад. [ необходима цитата ]

Смотрите также

  • Возраст вселенной
  • Миф о сотворении мира
  • Геохронология
  • История Земли
  • Естественная история
  • Самые старые датированные породы
  • Хронология естественной истории

Рекомендации

  1. ^ «Возраст Земли» . Геологическая служба США. 1997. Архивировано 23 декабря 2005 года . Проверено 10 января 2006 .
  2. ^ a b Дэлримпл, Дж. Брент (2001). «Возраст Земли в двадцатом веке: проблема (в основном) решена». Специальные публикации, Геологическое общество Лондона . 190 (1): 205–221. Bibcode : 2001GSLSP.190..205D . DOI : 10.1144 / GSL.SP.2001.190.01.14 . S2CID 130092094 . 
  3. ^ Манхеса, Жерар; Аллегр, Клод Ж .; Дюпреа, Бернар и Амелин, Бруно (1980). «Свинцовые изотопные исследования базовых-ультраосновных слоистых комплексов: предположения о возрасте Земли и характеристиках примитивной мантии». Письма о Земле и планетах . 47 (3): 370–382. Bibcode : 1980E & PSL..47..370M . DOI : 10.1016 / 0012-821X (80) 90024-2 .
  4. ^ Братерман, Пол С. (2013). «Как наука определила возраст Земли» . Scientific American . Архивировано 12 апреля 2016 года.
  5. ^ Хедман, Мэтью (2007). «9: Метеориты и возраст Солнечной системы» . Возраст всего . Издательство Чикагского университета. С. 142–162. ISBN 9780226322940. Архивировано 14 февраля 2018 года.
  6. ^ a b c Болтвуд, BB (1907). «О конечных продуктах распада радиоактивных элементов. Часть II. Продукты распада урана» . Американский журнал науки . 23 (134): 77–88. DOI : 10,2475 / ajs.s4-23.134.78 . S2CID 131688682 . 
    Для аннотации см .: Chemical Abstracts Service, Американское химическое общество (1907). Химические рефераты . Нью-Йорк, Лондон: Американское химическое общество. п. 817 . Проверено 19 декабря 2008 .
  7. ^ Wilde, SA; Вэлли, JW; Пек, WH; Грэм CM (11 января 2001 г.). «Доказательства существования континентальной коры и океанов на Земле 4,4 млрд лет назад по детритовым цирконам». Природа . 409 (6817): 175–178. Bibcode : 2001Natur.409..175W . DOI : 10.1038 / 35051550 . PMID 11196637 . S2CID 4319774 .  
  8. ^ Вэлли, Джон В .; Пек, Уильям Х .; Кин, Элизабет М. (1999). "Цирконы навсегда" (PDF) . Обнажение, информационный бюллетень выпускников геологии . Университет Висконсин-Мэдисон. С. 34–35. Архивации (PDF) с оригинала на 2009-02-26 . Проверено 22 декабря 2008 .
  9. ^ Wyche, S .; Нельсон, Д.Р .; Риганти, А. (2004). «Обломочные цирконы 4350–3130 млн лет в Гранитно-Гринстоуном террейне Южный Крест, Западная Австралия: значение для ранней эволюции кратона Йилгарн». Австралийский журнал наук о Земле . 51 (1): 31–45. Bibcode : 2004AuJES..51 ... 31W . DOI : 10,1046 / j.1400-0952.2003.01042.x .
  10. ^ Амелин, Y; Крот, Ан; Hutcheon, Id; Ульянов, Аа (сентябрь 2002 г.). «Изотопный возраст свинца хондр и включений, богатых кальцием и алюминием». Наука . 297 (5587): 1678–83. Bibcode : 2002Sci ... 297.1678A . DOI : 10.1126 / science.1073950 . ISSN 0036-8075 . PMID 12215641 . S2CID 24923770 .   
  11. ^ Бейкер, J .; Bizzarro, M .; Wittig, N .; Коннелли, Дж .; и другие. (2005-08-25). «Раннее плавление планетезималей с возраста 4,5662 млрд лет для дифференцированных метеоритов». Природа . 436 (7054): 1127–1131. Bibcode : 2005Natur.436.1127B . DOI : 10,1038 / природа03882 . PMID 16121173 . S2CID 4304613 .  
  12. ^ Лайель, Чарльз, сэр (1866). Элементы геологии; или «Древние изменения Земли и ее обитателей на примере геологических памятников» (шестое изд.). Нью-Йорк: Д. Эпплтон и компания . Проверено 19 декабря 2008 .
  13. ^ a b Стибинг, Уильям Х. (1994). Раскрывая прошлое . Oxford University Press, США. ISBN 978-0-19-508921-9.
  14. ^ a b Брукфилд, Майкл Э. (2004). Принципы стратиграфии . Блэквелл Паблишинг. п. 116. ISBN 978-1-4051-1164-5.
  15. ^ Фуллер, JGCM (2007-07-17). «Другой долг Смита, Джона Стрейчи, Уильяма Смита и слоев Англии 1719–1801 гг.» . Геофизик . Геологическое общество. Архивировано из оригинального 24 ноября 2008 года . Проверено 19 декабря 2008 .
  16. ^ Burchfield, Джо Д. (1998). «Возраст Земли и изобретение геологического времени». Геологическое общество, Лондон, специальные публикации . 143 (1): 137–143. Bibcode : 1998GSLSP.143..137B . CiteSeerX 10.1.1.557.2702 . DOI : 10.1144 / GSL.SP.1998.143.01.12 . S2CID 129443412 .  
  17. ^ a b c Англия, P .; Molnar, P .; Райтер, Ф. (январь 2007 г.). «Пренебрегаемая критика Джона Перри возраста Земли по Кельвину: упущенная возможность в геодинамике» . GSA сегодня . 17 (1): 4–9. DOI : 10.1130 / GSAT01701A.1 .
  18. ↑ Dalrymple (1994), стр. 14–17, 38
  19. ^ Burchfield, Джо Д. (1990-05-15). Лорд Кельвин и возраст Земли . Издательство Чикагского университета. стр. 69 и сл. ISBN 9780226080437. Архивировано 14 февраля 2018 года.
  20. ^ Стейси, Фрэнк Д. (2000). «Новый взгляд на парадокс возраста Земли по Кельвину» . Журнал геофизических исследований . 105 (B6): 13155–13158. Bibcode : 2000JGR ... 10513155S . DOI : 10.1029 / 2000JB900028 .
  21. ^ Происхождение видов , Чарльз Дарвин, издание 1872 года, страница 286
  22. ^ Borenstein, Сет (13 ноября 2013). «Самая старая найденная окаменелость: познакомьтесь со своей микробной мамой» . Волнуйтесь . Йонкерс, штат Нью-Йорк: Интерактивная сеть Mindspark . Ассошиэйтед Пресс . Архивировано 29 июня 2015 года . Проверено 2 марта 2015 .)
  23. ^ a b c Дэлримпл (1994), стр. 14–17
  24. ^ Пол Дж. Нахин (1985) Оливер Хевисайд, Дробные операторы и возраст Земли , IEEE Transactions on Education E-28 (2): 94–104, ссылка из IEEE Explore
  25. ↑ Dalrymple (1994), стр. 14, 43
  26. ^ a b c Николс, Гэри (2009). «21.2 Радиометрическое датирование». Седиментология и стратиграфия . Джон Вили и сыновья. С. 325–327. ISBN 978-1405193795.
  27. ^ a b Англия, Филип С .; Мольнар, Питер; Рихтер, Фрэнк М. (2007). «Кельвин, Перри и возраст Земли» (PDF) . Американский ученый . 95 (4): 342–349. CiteSeerX 10.1.1.579.1433 . DOI : 10.1511 / 2007.66.3755 . Архивировано (PDF) из оригинала 02.07.2010.  
  28. ^ Джоли, Джон (1909). Радиоактивность и геология: учет влияния радиоактивной энергии на земную историю (1-е изд.). Лондон, Великобритания: Archibald Constable & Co., ltd. п. 36 .Перепечатано издательством BookSurge Publishing (2004) ISBN 1-4021-3577-7 . 
  29. ^ Резерфорд, Э. (1906). Радиоактивные превращения . Лондон: Сыновья Чарльза Скрибнера.Перепечатано Juniper Grove (2007) ISBN 978-1-60355-054-3 . 
  30. ^ Ева, Артур Стюарт (1939). Резерфорд: Быть жизнью и буквами Rt. Достопочтенный Лорд Резерфорд, ОМ . Кембридж: Издательство Кембриджского университета .
  31. ^ Dalrymple (1994) стр. 74
  32. ^ The Age of the Earth Debate Badash, L Scientific American 1989 esp p95 Архивировано 5 ноября 2016 г. в Wayback Machine
  33. ↑ Dalrymple (1994), стр. 77–78
  34. ^ Паттерсон, Клэр (1956). «Возраст метеоритов и земли» (PDF) . Geochimica et Cosmochimica Acta . 10 (4): 230–237. Bibcode : 1956GeCoA..10..230P . DOI : 10.1016 / 0016-7037 (56) 90036-9 . Архивировано (PDF) из оригинала 21.06.2010 . Проверено 7 июля 2009 .
  35. ^ Карлсон, RW; Тера, Ф. (1–3 декабря 1998 г.). "Свинец-Свинец Ограничения на шкале времени ранней планетной дифференциации" (PDF) . Материалы конференции Происхождение Земли и Луны . Хьюстон, Техас: Лунный и планетарный институт. п. 6. Архивировано (PDF) из оригинала 16 декабря 2008 года . Проверено 22 декабря 2008 .
  36. ^ Дэлримпл (1994)стр. 310-341
  37. Перейти ↑ Dalrymple, Brent G. (2004). Древняя Земля, Древнее небо: Возраст Земли и ее космического окружения . Издательство Стэнфордского университета . стр.  147 , 169. ISBN 978-0-8047-4933-6.
  38. ^ Терада, К .; Сано Ю. (20–24 мая 2001 г.). "In-situ ионный микрозонд U-Pb датирование фосфатов в H-хондритах" (PDF) . Материалы одиннадцатой ежегодной конференции В. М. Гольдшмидта . Хот-Спрингс, Вирджиния: Лунный и планетарный институт. Bibcode : 2001eag..conf.3306T . Архивировано (PDF) из оригинала 16 декабря 2008 года . Проверено 22 декабря 2008 .

Библиография

  • Далримпл, Дж. Брент (01.02.1994). Возраст Земли . Издательство Стэнфордского университета. ISBN 978-0-8047-2331-2.

дальнейшее чтение

  • Baadsgaard, H .; Lerbekmo, JF; Wijbrans, JR, 1993. Мультиметодный радиометрический возраст бентонита вблизи кровли зоны Baculites reesidei на юго-западе Саскачевана (граница кампанско-маастрихтского яруса?). Канадский журнал наук о Земле , т.30, стр. 769–775.
  • Баадсгаард, Х. и Лербекмо, Дж. Ф., 1988. Радиометрический возраст границы мелового и третичного периода основан на K-Ar, Rb-Sr и U-Pb возрастах бентонитов из Альберты, Саскачевана и Монтаны. Канадский журнал наук о Земле , т.25, стр. 1088–1097.
  • Эберт Д.А. и Браман Д., 1990. Стратиграфия, седиментология и палеонтология позвоночных формации Джудит-Ривер (кампан) около озера Мадди, западно-центральный Саскачеван. Бюллетень канадской нефтяной геологии , т. 38, № 4, с. 387–406.
  • Гудвин, М.Б. и Дейно, А.Л., 1989. Первые радиометрические данные о возрасте из формации Джудит-Ривер (верхний мел), округ Хилл, Монтана. Канадский журнал наук о Земле , т. 26, стр. 1384–1391.
  • Градштейн, FM; Агтерберг, ФП; Ogg, JG; Hardenbol, J .; van Veen, P .; Дж. Тьерри и Цзехуэй Хуанг., 1995. Временная шкала триасового, юрского и мелового периодов. IN: Бергрен, Вашингтон; Кент, Д.В.; Обри, депутат. и Харденбол Дж. (ред.), Геохронология, временные шкалы и глобальная стратиграфическая корреляция . Общество экономических палеонтологов и минералогов, специальный выпуск № 54, с. 95–126.
  • Харланд, У. Б., Кокс, А. В.; Ллевеллин, PG; Пиктон, CAG; Smith, AG; и Уолтерс Р., 1982. Геологическая шкала времени : издание 1982 года. Издательство Кембриджского университета: Кембридж, 131 стр.
  • Харланд, ВБ; Армстронг, Р.Л . ; Кокс, А. В.; Craig, LE; Smith, AG; Смит, Д.Г., 1990. Геологическая шкала времени , издание 1989 года. Издательство Кембриджского университета: Кембридж, стр. 1–263. ISBN 0-521-38765-5 
  • Харпер, К. В. Младший (1980). «Вывод относительного возраста в палеонтологии». Летая . 13 (3): 239–248. DOI : 10.1111 / j.1502-3931.1980.tb00638.x .
  • Обрадович, Д.Д., 1993. Временная шкала мелового периода. IN: Колдуэлл, WGE и Кауфман, EG (ред.). Эволюция Западного внутреннего бассейна . Геологическая ассоциация Канады, Специальный доклад 39, стр. 379–396.
  • Палмер, Эллисон Р. (1983). «Десятилетие североамериканской геологии 1983 года по геологической шкале времени». Геология . 11 (9): 503–504. Bibcode : 1983Geo .... 11..503P . DOI : 10.1130 / 0091-7613 (1983) 11 <503: tdonag> 2.0.co; 2 .
  • Пауэлл, Джеймс Лоуренс, 2001, Тайны Terra Firma: возраст и эволюция Земли , Simon & Schuster, ISBN 0-684-87282-X 

внешняя ссылка

  • TalkOrigins.org
  • Предисловие USGS к "Возрасту Земли"
  • Экспозиция НАСА о возрасте марсианских метеоритов
  • Старение Земли в наше время на BBC
  • Нерелигиозные оценки возраста Земли до 1900 г.