Jak zmieniała się nasza wiedza o wieku Ziemi - od analizy Biblii po badanie radioaktywnych pierwiastków

Człowiekiem, który pierwszy zajął się tym problemem był irlandzki arcybiskup James Ussher. W 1654 r. ogłosił on, że Ziemia powstała w 4004 r. p.n.e, 22 października o 8 wieczorem. Posiłkując się wynikami badań Usshera, wicekanclerz Uniwersytetu w Cambridge uściślił, że Ziemia powstała 26 października. O 9 rano. Obaj panowie opierali się w swoich wyliczeniach na wieku ludzi przedstawionych w Biblii. Ussher ustalił dodatkowo, że Adam i Ewa zostali wypędzeni z raju 15 dni po stworzeniu Ziemi - 10 listopada.

Teoria ta nie przetrwała jednak do naszych czasów. W 1749 r. podważył ją francuski naukowiec G.L. de Buffon, który na podstawie badań znanych mu warstw Ziemi stwierdził, że osadzenia, które na nich zarejestrował miały ok. 75 tys. lat. Moment narodzin Ziemi jeszcze dalej w czasie umieścił szkot James Hutton, który badał formowanie się pasm górskich i erozję dolin rzecznych. Jego zdaniem procesy odpowiadające za ukształtowanie się szkockiego krajobrazu musiały trwać miliony, a nie tysiące lat.

Kolejnym człowiekiem nauki, który podjął się rozwiązania tej zagadki był John Joly. Joly skupił się na analizie chlorku sodu (czyli soli) dostarczanego przez rzeki (na skutek erozji) do pierwotnie słodkiego oceanu. Jego zdaniem ilość soli w oceanie definiowała jego wiek i na tej podstawie można z dość dużą dokładnością określić wiek Ziemi. Po zakończeniu trzyletnich badań Joly uznał, że Ziemia ma 90-100 mln lat.

Z jeszcze innej strony do problemu podszedł Lord Kelvin, który w 1897 r. oznajmił, że nasza planeta zaczęła swoje istnienie jako gwiazda, która potem wystygła. Bazując na znanych już wtedy wartościach przewodnictwa i promieniowania cieplnego Kelvin obliczył, że nasza planeta ma od 24 do 40 mln lat.

Na przestrzeni lat pojawiło się jeszcze kilka mniej lub bardziej logicznie (albo i nie) brzmiących teorii, ale każda z nich okazywała się nieprawdziwa (nie od razu oczywiście). Przełom nastąpił dopiero w 1896 r., kiedy to fizycy Becquerel, Rutherford i Botwood odkryli zjawisko radioaktywności i związany z nim rozpad pierwiastków promieniotwórczych. W 1907 r.

Botwood doszedł do wniosku, że ostatnim produktem rozpadu radioaktywnego uranu jest ołów. A skoro tak jest, to badając skały, które zawierają w swoim wnętrzu pierwiastki radioaktywne, które rozpoczęły swój proces rozpadu, można określić ich wiek. Ziemia składa się w dużej mierze ze skał, więc Botwood wymyślił, że po prostu poszuka tych najstarszych.

Oprócz uranu rozpadającego się do postaci ołowiu, Botwood w swoich badaniach mierzył również stopień rozkładu radioaktywnego potasu-40 - równie popularnego pierwiastka. Najstarsze ziemskie skały, zawierające postprodukty pierwiastków radioaktywnych zostały ocenione na 3,96 mld lat.

Nie oznacza to jednak, że naukowcy nie znaleźli jeszcze starszych skał na naszej planecie. Szczątki meteorytów i skał księżycowych okazały się jeszcze starsze - ich wiek oszacowano pomiędzy 4,4 i 4,5 mld lat. Naukowcy zakładają, że mniej więcej w tym przedziale wiekowym formował się nasz Układ Słoneczny.

Sam proces według naszej najnowszej wiedzy trwał ok. 50 mln lat. Dysponując wiedzą z zewnątrz, najbardziej prawdopodobny (przynajmniej obecnie) wiek Ziemi to jakieś 4,54 mld lat. Dla porównania: wiek Drogi Mlecznej - galaktyki, w której znajduje się nasza planeta ocenia się na 13,2 mld lat. Z kolei sam wszechświat ma jakieś 13,8 mld. Nie oznacza to jednak, że w przyszłości nie odkryjemy lepszego sposobu na mierzenie wieku badanych przez nas planet. Na razie opieramy nasze wyliczenia na zjawisku rozpadu radioaktywnych pierwiastków.

Założenie jest dość solidne, ale nie uwzględnia faktu, że ciężkie pierwiastki mogą powstać w dowolnym punkcie w czasie liczonym od narodzin wszechświata. W zeszłym roku zarejestrowaliśmy zresztą takie zjawisko, któremu towarzyszyła dość silna emisja fal grawitacyjnych. Także równie dobrze może się okazać, że Układ Słoneczny jest jeszcze starszy i powstał na skutek jakiegoś bardzo udanego remiksu gwiazd neutronowych.