Хотя живые существа живут на Земле миллионы лет, возраст Матери-Земли, несущей множество жизней, остается неизвестным, и это беспокоит любопытствующих землян.Без определения возраста Земли, нам трудно понять, как эта когда-то горячая планета стала столь яркой и живой.
Во многих мифах всемогущим божествам приписывается создание Земли и Вселенной, поэтому первые исследования возраста Земли часто связываются с мифами.В китайской мифологии Пангу открыл небеса и землю; христианские священники верили, что Бог сотворил мир за шесть дней в 4004 г. до н. э., а христиане верят, что библейская книга Бытия дает достоверный возраст Земли.
Первая попытка научным методом изучить возраст Земли была предпринята английским физиком Галлеем, который предположил возраст океанов по количеству соленой воды, добавляемой реками к морской воде, и считал его эквивалентным возрасту Земли.Английский ученый лорд Кельвин предположил, что Земля возникла из горячей плавшей сферы, которая охладила до сегодняшней температуры и потребовала от 20 до 40 миллионов лет.Хотя эти ранние полезные исследования были скромными, они по крайней мере помогали людям вырваться из библейских оков: возраст Земли намного превышает тысячи лет.Эти работы часто затрагивали чувствительные нервы господствующей христианской церкви того времени, и многие ученые были вынуждены отказаться от этих новаторских результатов, подвергавшихся нападкам со стороны церкви.Например, французский натуралист и писатель 18-го века Буфон против воли отказался от утверждения о формировании Земли, содержащегося в его великой книге «История природы», противоречащего библейскому повествованию.
Точные измерения возраста Земли в системе изотопного датирования связаны с достижениями в физике XX века.Знаменитые физики Кюри обнаружили, что некоторые радиоизотопы (например, уран) могут автоматически выделять частицы и превращаться в новые элементы (например, радий), явление, известное как радиоактивный распад.Распаление изотопов выделяет большое количество тепла, что является главной причиной того, что лорд Кельвин недооценил возраст Земли.При естественных температурах и давлениях на Земле скорость распада радиоизотопов остается неизменной, т. е. не подвергается влиянию ни внешних условий, ни количества элементов.После того, как количество радиоизотопов (например, урана) и изотопов, образующихся в результате распада, (например, свинец) в геологических образцах определены, и скорость распада, определяемая радиоизотопами, можно точно вычислить возраст образца, что является основой изотопной датировки.
Используя методы изотопного датирования, геологи могут определить, когда образовалась охлажденная магма и порода в земной коре.Однако в раннем возрасте Земли, которая прошла через высокотемпературную фазу магматического моря, в сочетании с сотнями миллионов лет преобразованиями поверхности, изначально сформировавшаяся на Земле порода уже не найдена, и теперь поверхность Земли, очевидно, намного моложе, чем возраст Земли.Таким образом, наилучшая оценка возраста Земли основана не на измерениях земных пород, а на метеоритах
В начале Солнечной системы вместе с Землей образовывалось большое количество метеоритов, состоящих из силикатных минералов и железо-никеля, в основном в поясе астероидов между Марсом и Юпитером.Из-за малых размеров метеориты охлаждались вскоре после формирования и прекратили дальнейшую эволюцию, поэтому они точно документировали информацию о формировании Солнечной системы.От конденсации туманности в Солнечной системе до формирования Земли потребовалось всего несколько миллионов лет, что является кратким мгновением относительно долгой истории Солнечной системы, поэтому, если мы знаем возраст метеоритов, то возраст Земли само собой разумеется.
Особый класс метеоритов содержит твердые частицы, которые первыми сформировались в результате конденсации материала туманностей Солнечной системы, и поэтому имеют важное значение для изучения возраста Солнечной системы и Земли.В последние годы возраст этих твердых частиц был измерен методом изотопов урана-свинца, и было установлено, что возраст этих метеоритов составляет 4568 млрд. лет.
Считается, что Луна была создана в результате столкновения первоначальной Земли с первоначальной планетой, поэтому было высказано мнение, что возраст Луны может быть также определен в качестве предположения о Земле.Программа «Аполлон» собрала с Луны некоторые породы, и, как было установлено, возраст самых старых образцов лунной породы совпадает с возрастом метеорита.Из этого следует, что возраст формирования Земли должен быть немного меньше, чем 4,5 млрд. лет.
Самые древние минералы, сохранившиеся на Земле, имеют возраст 4,4 миллиарда лет, океаны и материки, вероятно, появились 4,2 миллиарда лет назад, самые древние сохранившиеся породы появились примерно 4 миллиарда лет назад, а Южный и Северный Китай были объединены вместе 230 миллионов лет назад.Если рассматривать историю Земли как 24 часа, то животные появились в последние шесть часов, наземные животные - в последние 2,5 часа, рептилии - всего полчаса, а предки человека - всего около минуты.