Ηλικία της Γης

19ος αιώνας

Στο τελευταίο τέταρτο του 19ου αιώνα υπήρξε μια μακροχρόνια συζήτηση σχετικά με την ηλικία της Γης. Στο βιβλίο του Charles Lyell Principles of Geology (1830-33), έδειξε ότι η Γη άλλαξε αργά και ότι αυτό που βλέπουμε είναι το αποτέλεσμα σταδιακών αλλαγών. Αυτός ο ομοιομορφισμός σήμαινε σαφώς ότι η Γη ήταν αρχαία, αν και ο Lyell δεν προσπάθησε να υπολογίσει πόσο παλιά ήταν.

Ο νεότερος φίλος του Κάρολος Δαρβίνος το πίστευε επίσης. Ο Δαρβίνος είδε ότι αν η εξέλιξη είχε λάβει χώρα, θα είχε απαιτήσει πολύ χρόνο. Επίσης, μια τεράστια ποσότητα ιζηματογενών πετρωμάτων βρίσκεται μεταξύ των πρώτων απολιθωμάτων στα στρώματα του Καμβρίου και της σημερινής επιφάνειας της γης. Ο Δαρβίνος και ο Lyell συμφώνησαν ότι θα χρειαζόταν πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα για να αποτεθούν τόσα πολλά πετρώματα.

Στην πρώτη έκδοση του βιβλίου "Η προέλευση των ειδών" (1859), ο Δαρβίνος είχε υπολογίσει ότι η διάβρωση του Sussex Weald πρέπει να διήρκεσε 300 εκατομμύρια χρόνια.^p314 Τόσο ο ίδιος όσο και ο Lyell εξεπλάγησαν όταν ο φυσικός William Thomson (λόρδος Kelvin) δήλωσε ότι η Γη δεν μπορεί να είναι τόσο παλιά όσο νόμιζαν. Έκανε τον υπολογισμό με βάση το πόσος χρόνος πρέπει να χρειάστηκε στη Γη για να ψυχθεί στη σημερινή της θερμοκρασία, δεδομένου ότι η αφετηρία της ήταν 2.000C^o. Το αποτέλεσμα του Κέλβιν βασίστηκε στην ιδέα ότι η γεωθερμική κλίση κοντά στην επιφάνεια αντανακλά την αγώγιμη ψύξη της στερεάς Γης.

Έκανε αυτόν τον υπολογισμό αρκετές φορές, κάνοντας διάφορες υποθέσεις. Το 1862 η εκτίμησή του ήταν μεταξύ 20 και 400 εκατομμυρίων ετών- αλλά το 1866 μείωσε την κορυφαία εκτίμηση σε 100 εκατομμύρια έτη και επιτέθηκε στον Δαρβίνο και τον Λάιλ επειδή δεν έλαβαν υπόψη τους τον υπολογισμό του. Γνωρίζουμε ότι ο Δαρβίνος ήταν ανήσυχος και ανησυχούσε ότι αυτό δεν θα ήταν αρκετό για να επιτρέψει την εξέλιξη. Ο Thomas Henry Huxley παρατήρησε ότι οι υπολογισμοί του Kelvin ήταν καλοί, αλλά οι υποθέσεις του ήταν λανθασμένες. Το 1897 ο Κέλβιν έκανε τον υπολογισμό για τελευταία φορά και κατέληξε σε 20 έως 40 εκατομμύρια χρόνια. Αυτό, φυσικά, σίγουρα δεν θα ήταν αρκετό για να επιτρέψει την εξέλιξη. Ο Oliver Heaviside διαφώνησε επίσης και πρότεινε ένα εναλλακτικό γεωθερμικό μοντέλο. Τόσο ο Κέλβιν όσο και ο Heaviside αποδείχθηκαν τελικά ότι έκαναν λάθος.

Ιξώδης μανδύας

Ακριβώς στα τέλη του 19ου αιώνα, κάποιος συνειδητοποίησε ότι αν ο μανδύας ήταν ένα ιδιαίτερα ιξώδες (κολλώδες) ρευστό, αυτό θα έκανε μεγάλη διαφορά στους υπολογισμούς. Το 1895, ο John Perry, πρώην βοηθός του Kelvin, προέβη σε μια εκτίμηση της ηλικίας της Γης ηλικίας 2 έως 3 δισεκατομμυρίων ετών, χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο με ένα συναγωγικό μανδύα και λεπτό φλοιό.

Στο μοντέλο του Κέλβιν, η θερμότητα στην επιφάνεια της Γης προέρχεται από την ψύξη ενός ρηχού εξωτερικού φλοιού, υποθέτοντας ότι η Γη είναι στερεή. Αν όμως η αγωγιμότητα στο εσωτερικό της Γης ήταν πολύ υψηλότερη από ό,τι στην επιφάνεια, τότε ο πυρήνας και ο κατώτερος μανδύας της Γης θα ψύχονταν επίσης. Αυτό θα παρείχε ένα τεράστιο απόθεμα ενέργειας στην επιφάνεια. Σε αυτή την περίπτωση, η εκτίμηση του Κέλβιν για την ηλικία της Γης θα ήταν πολύ χαμηλή κατά πολλές φορές.

Ο κύριος λόγος του Perry ήταν ότι η συναγωγή στο ρευστό, ή εν μέρει ρευστό, εσωτερικό της Γης θα μετέφερε θερμότητα πολύ πιο αποτελεσματικά από ό,τι η αγωγιμότητα:

"... μεγάλη εσωτερική ρευστότητα θα σήμαινε πρακτικά άπειρη αγωγιμότητα για τον σκοπό μας".

Ο Κέλβιν επέμεινε στην εκτίμησή του για 100 εκατομμύρια χρόνια και αργότερα μείωσε την εκτίμησή του σε περίπου 20 εκατομμύρια χρόνια.

Γνωρίζουμε τώρα ότι η ύπαρξη ενός ιξώδους ρευστού κάτω από έναν λεπτό φλοιό είναι ένας πολύ μεγαλύτερος παράγοντας από την ανακάλυψη της ραδιενέργειας, η ^[]οποία ήταν η εξήγηση του εγχειριδίου για πολλά χρόνια. Η εκ νέου ανακάλυψη και επανεξέταση του έργου του Perry είναι αρκετά πρόσφατη.

20ος αιώνας

Το 1896 ο Ανρί Μπεκερέλ ανακάλυψε τη ραδιενέργεια. Το 1903, μοιράστηκε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής με τον Πιερ και τη Μαρί Κιουρί "σε αναγνώριση των εξαιρετικών υπηρεσιών που προσέφερε με την ανακάλυψη της αυθόρμητης ραδιενέργειας".

Τελικά, συνειδητοποιήθηκε ότι η ραδιενέργεια ήταν μια σημαντική πηγή θερμότητας στο εσωτερικό της Γης.^p206 Το 1921 έγινε η πρώτη σύγχρονη εκτίμηση, με τη χρήση ραδιομετρικής χρονολόγησης. Βασίστηκε στη χρονολόγηση ουρανίου-μολύβδου: ο ρυθμός διάσπασης του ουρανίου σε μόλυβδο στο φλοιό της Γης, από τον Henry Norris Russell. Το 1949, ο H.E. Suess υπολόγισε 4 έως 5 δισεκατομμύρια χρόνια, βασιζόμενος σε μια ολόκληρη σειρά ραδιενεργών ισοτόπων. Αυτό είναι κοντά στο χρόνο που εκτιμούμε σήμερα, ο οποίος έχει βελτιωθεί περαιτέρω σε περίπου 4.560 εκατομμύρια χρόνια.

Ο υπολογισμός κάνει χρήση της συναγωγής σε ένα ιξώδες ρευστό καθώς και της ραδιενέργειας, οπότε συνδυάζει την ιδέα του Perry με την επίδραση της ραδιενέργειας, παρόλο που η συμβολή του Perry είχε ξεχαστεί. Η μεταγενέστερη γνώση της τεκτονικής των πλακών κατέστησε αρκετά βέβαιο ότι ο κατώτερος μανδύας ήταν ένα ιξώδες ρευστό.

Ηλιακό σύστημα

Ο σχηματισμός και η εξέλιξη του Ηλιακού Συστήματος εκτιμάται ότι άρχισε πριν από 4,568 δισεκατομμύρια χρόνια με τη βαρυτική κατάρρευση ενός μικρού τμήματος ενός γιγάντιου μοριακού νέφους. Ουσιαστικά, ολόκληρο το σύστημα αναπτύχθηκε στο ίδιο χρονικό διάστημα.

Θρησκευτικές απόψεις

Η χρήση της επιστημονικής μεθόδου προϋποθέτει ομοιόμορφες μεθόδους για τον υπολογισμό της ηλικίας της Γης. Η ινδουιστική θρησκεία έρχεται πιο κοντά στη σημερινή επιστημονική εκτίμηση. Ορισμένοι Χριστιανοί και Εβραίοι πιστεύουν ότι η αφήγηση της Γένεσης για τη δημιουργία είναι κυριολεκτικά αληθινή, πράγμα που σημαίνει ότι η Γη δημιουργήθηκε πριν από 5.000 έως 10.000 χρόνια, και ότι οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό της ηλικίας δεν ήταν συνεπείς σε όλη την ιστορία της Γης. Ωστόσο, στις μέρες μας οι περισσότεροι άνθρωποι πιστεύουν ότι τέτοιου είδους ερωτήματα απαντώνται καλύτερα με επιστημονικές μεθόδους.

Σχετικές σελίδες

• Γεωχρονολογία
• Ιστορία της γεωλογικής κλίμακας χρόνου
• Χρονοδιάγραμμα της φύσης