عمر الأرض و الصفائح التكتونية

وان كان العلماء لم يتمكنوا من إيجاد طريقة مباشرة لتحديد عمر الأرض من خلال دراسة صخور الأرض لأن صخور الأرض القديمة التي تكونت معها بنفس الوقت قد تم إعادة تشكيلها وتدويرها وتدميرها من خلال عملية تحركات الصفائح التكتونية. وإن تبقى أي من هذه الصخور على حالته الأولى فإنه لم يكتشف لحد الان أي منها. كما تمكن العلماء من تحديد العمر التقريبي للنظام الشمسي وحساب عمر الأرض بافتراض أن الأرض والكواكب في النظام الشمسي تشكلت في نفس الوقت وهي بالتالي لها نفس العمر.

يقاس عمر صخور الأرض والقمر بواسطة طريقة تقيس مدى تناقص عدد الذرات في الصخور ذات النشاط الإشعاعي الطويلة العمر. وهذه التقنية لتأريخ عمر الصخور المسماه التأريخ الراديومتري تستخدم لقياس آخر مرة حدث تغير بالصخر سواء بإذابته بفعل الحرارة من باطن الأرض او تغيره الى حالة اخرى اثرت عليه لكي تبدأ عناصرة المشعة بالتجانس.

تم العثور على صخور يزيد عمرها عن 3.5 بليون سنة في مناطق واسعة في الأرض. وأقدم الصخور التي تم العثور عليها تسمي Acasta Gniesses في كندا بالقرب من بحيرة الغريت سليف وعمرها 4.03 بليون سنة. كما تم العثور على صخور أخري في مناطق مختلفة من العالم ودرست هذه الصخور وتم تقدير أعمارها بعدة طرق من طرق التأريخ الراديومتري, كما تم العثور في أستراليا على كريستالة زيركون مفردة موجودة في صخور رسوبية حديثة ووجد ان عمرها 4.3 بليون سنة وتعتبر هذه الكريستالة الصغيرة أقدم مادة عثر عليها.

وقد قدر عمر الارض 4.54 بليون سنة من خلال العثور على نيزك حديدي تم تقدير عمره ونسب عمر الارض الى هذا النيزك .

عمر القمر

صخور القمر تعتبر عذراء وبدائية بالنسبة للارض حيث لايوجد في القمر تحركات للصفائح التكتونية وبقيت صخوره على حالها منذ نشأته وبعد ان تم أخذ عينات من صخور القمر وإرسالها إلى الأرض بواسطة رواد الفضاء الامريكان اثناء رحلات أبوللو ورحلات لونا وجد أن أقدم صخور القمر يتراوح عمرها ما بين 4.4 الى 4.5 بليون سنة, لذا فهي قريبة الى عمر الارض.



فوائد النيازك

تعتبر النيازك مصدر جيد لمعرفة عمر الارض من خلال المواد الصخرية والمعدنية المكونة لها لأنها نشأت بنفس الوقت مع تكون النظام الشمسي, وهناك أكثر من 70 نيزك صغير تم قياس أعمارها وبينت الدراسات أن أعمارها مشابهة لعمر النظام الشمسي فقد تكونت مابين 4.53-4.58 بليون سنة.



طريقة حساب العمر

معلوم أن العناصر الكيميائية تتكون من ذرة لها عدد معين من البروتونات داخل النواة ولكن الوزن الذري المختلف لنفس الذرة يعزي الى التغيرات في عدد النيوترونات. فالذرات التي تتكون من عنصر واحد و يختلف وزنها الذري عن الاخري تسمى النظائر. فتناقص عدد الذرات للعناصر ذات النشاط الاشعاعي عملية تحدث بشكل تلقائي حيث ان النظيرة (الام ) تفقد اجزاء من نواتها لكي تشكل نظيرة (بنت) ذات عنصر جديد ومعدل هذا التناقص يشرح بمصطلح " نصف حياة النظيرة " او الوقت الذي يأخذه نصف جزيئ نظيري اشعاعي لكي تتناقص عدد الذرات به.

ومعظم النظائر الاشعاعية لها معدل سريع لتناقص عدد ذراتها وهي قصيرة الحياة وتفقد الاشعاع بها خلال عدة ايام او عدة سنوات وهناك انواع أخرى من النظائر تتناقص ذراتها بشكل بطئ وتستخدم كساعات جيولوجية لعمر الارض أو الصخور وأحد الأمثلة منها هو تحول اليورانيوم 238 الى رصاص206 (في سلسلة اليورانيوم الطبيعية) التي تحتاج إلى 4.5 بليون سنة وكذلك تحول البوتاسيوم-40 الى أرغون – 40 يحتاج إلى 1.25 بليون سنة وتحول اليورانيوم -235 الى رصاص -207 والذي يحتاج الى 704 مليون سنة.



تقدير عمر الأرض

أفضل تقدير لعمر الأرض لا يأتي من دراسة مفردة للصخور ولكن يؤخذ بالاعتبار أن الأرض والنيازك جزء من نفس النظام الذي تطور والذي من خلاله يمكن مراقبة التركيب النظائري للرصاص وخاصة نسبة التغير على مر السنين للرصاص-207 بعد أن اشتق من اليورانيوم -235 والرصاص -206 بعد أن اشتق من اليورانيوم-238 وحيث أنه له علاقة بتناقص عدد الذرات اليورانيوم-235 ذو النشاط الاشعاعي واليورانيوم 238 بالترتيب. واستخدم العلماء هذه الطريقة لتحديد الوقت المطلوب للنظائر الموجودة في أقدم معدن رصاص موجود على الأرض لكي يتطور من تركيبه البدائي (كما تم قياسه في اليورانيوم الموجود في نيزك حديدي) إلى تركيبه الحالى.

حيث جاء الوقت لينفصل الرصاص عن غلافه المحيط يه. وهذه الدراسة والحسابات نتج عنها معرفة عمر الارض والنيازك وعمر النظام الشمسي وكل الكواكب بانه 4.54 بليون سنة مع هامش خطأ 1%. فان العمر المبين يمثل آخر وقت قامت نظائر الرصاص بالتجانس في كل النظام الشمسي الداخلي والوقت التي اندمج به الرصاص واليورانيوم في الأجسام الصلبة من النظام الشمسي ( الكواكب والنيازك والكويكبات والمذنبات ) وهذ العمر متناسق مع تقدير عمر مجرة درب التبانة والذي يقدر مابين 11 الى 13 بليون سنة ومع عمر الكون ككل والذي يقدر مابين 10الى 15 بليون سنة.