يوم الأرض 2022.. كيف يحدد العلماء عمر الأرض؟ وهل رقم 5 مليارات سنة صحيح؟
هامش خطأ يبلغ حوالي 50 مليون سنة
اليوم 22 إبريل اليوم الدولي لأمنا الأرض ، يقدم هذا اليوم فرصة جيدة للبحث في تاريخ الأرض وفيما وصلت إليه من معاناة وأزمات وخاصة أن هذا العام هناك رسالة مشتركة تقدمها المنظمات الدولية والجهات العالمية وهي “استثمروا فى كوكبنا” و “إنقاذ الأرض”.
يوم الأرض 2022.. تم الاحتفال بيوم الأرض لأول مرة في عام 1970، وخرج 20 مليون شخص إلى الشوارع غاضبين من النفط والضباب الدخاني والأنهار الملوثة احتجاجاً على ما اعتبروه أزمة بيئية.
يوم الأرض 2022.. اليوم يحتفل العالم بيوم الأرض ذلك الحدث السنوي مجرد إشارة لإظهار الدعم لحماية البيئة، ويتضمن فعاليات تنظمها شبكة يوم الأرض في أكثر من 193 بلدًا حول العالم.
لكن كيف نعرف عمر الأرض؟ وكيف نعرف أنه قبل 4.6 مليار سنة تشكلت الأرض؟ وما هي العلامات والدلائل المستخدمة في تحديد تاريخ كوكبنا؟
في عام 1642، قام رجل الدين الإنجليزي جون لايتفوت، بحساب ما كان يعتقد أنه التاريخ الدقيق لخلق الكون: 17 سبتمبر 3928 قبل الميلاد، وتوصل إلى هذا الاستنتاج من خلال العد التنازلي من خلال سلاسل الأنساب الملحمية المسجلة في الكتاب المقدس .
وفقًا للعلم، فإن الأرض صخرة أقدم بكثير، لقد كانت تعمل حول الشمس لمدة 4.54 مليار سنة، والتي غالبًا ما نقربها إلى 4.5 مليار سنة.
هامش خطأ يبلغ حوالي 50 مليون سنة
الآن، قد يبدو رقمًا محددًا للغاية، لكن هذا العمر في الواقع به هامش خطأ يبلغ حوالي 50 مليون سنة في كل اتجاه، ولكنه هامش ضيق جدًا في المخطط الكبير للأشياء.
إذن كيف يمكن للعلماء النظر مرة أخرى في الماضي الضبابي ليعرفوا في الواقع كم عمر كوكبنا؟ وكيف قاموا بتقليص الرقم إلى هذا الحد؟
يمكننا أن ننسب تقنيات المواعدة المتطورة لدينا إلى تطوير التأريخ الإشعاعي، يحدد التأريخ الإشعاعي عمر المادة بناءً على وجود نظير مشع بداخلها، النظائر المشعة هي نظائر تتحلل بمرور الوقت (نشاط إشعاعي)، والتحلل الإشعاعي هو العملية التي من خلالها تقوم نواة ذرية غير مستقرة ببطء بامتصاص الطاقة خلال تلك الفترة الزمنية.
المنطق الأساسي وراء ذلك هو أنه إذا قارنت وجود نظير مشع في عنصر أو مادة مع وفرته المعروفة، أو مع وجود النظير المستقر المعروف أنه يتحلل فيه، يمكنك معرفة المدة التي استغرقتها هذه المادة حول، يعمل هذا مع نظائر البوتاسيوم واليورانيوم والكربون وبعض العناصر الأخرى، على الرغم من أن التأريخ بالكربون قد يكون أكثر ما سمعت عنه.
ومع ذلك، فإن التأريخ الكربوني لا يمكن إلا أن يؤرخ مادة كانت تنتمي إلى كائن حي، مثل حيوان أو نبات، والتي تأخذ الكربون كجزء من دورة حياتها.
نظائر مشعة
في الجيولوجيا، يستخدم العلماء نظائر مشعة ذات عمر نصفي أطول بكثير من الكربون (نصف العمر هو طول الوقت الذي يستغرقه نصف النظائر في العينة حتى تتحلل).
وتشمل هذه النظائر البوتاسيوم -40 (مع نصف عمر 1.248 مليار سنة) ، واليورانيوم 238 (مع نصف عمر 4.468 مليار سنة) ، والروبيديوم 87 (مع نصف عمر 47 مليار سنة).
تم تجميد أقدم الصخور على كوكبنا وفي جوارنا الكوني من معادن شديدة السخونة. تحتوي هذه الصخور على كميات صغيرة من اليورانيوم 238. نحن نعلم أنه عندما تصلب صخرة ما، تصبح النظائر الموجودة بداخلها محصورة وتبدأ في الاضمحلال، من خلال معرفة عمر النصف لليورانيوم 238، وقياس وفرته بالنسبة للرصاص، النظير المستقر الذي يتحلل فيه ، يمكننا تقدير المدة منذ تشكل هذا الصخر.
على سبيل المثال، إذا كان عمر النصف لـ U-238 هو 4.47 مليار سنة، وكانت عينة الصخور لديها نسبة 50:50 من U-238 للقيادة داخلها، فيمكننا القول إن الصخور عمرها 4.47 مليار سنة.
أقدم المواد المعروفة على الأرض
أمضى العلماء عقودًا في البحث عن أقدم صخور الكوكب. مسلحين بهذه الأدوات، بعضها موجود في مختلف المناطق في العالم، توجد بلورات الزركون في جاك هيلز في غرب أستراليا التي تشكلت قبل 4.4 مليار سنة، بعد فترة ليست طويلة من تكوين الأرض نفسها، ولا تزال أقدم المواد المعروفة على الأرض.
ولكن هناك مشكلة: نحن نعلم أن الصخور يتم إعادة تدويرها باستمرار، ويتم تشكيلها وإصلاحها وتدميرها على مقياس زمني جيولوجي ملحمي، وذلك بفضل أنماط البراكين والتعرية على كوكبنا الديناميكي الذي يكتنفه الغلاف الجوي. إذن كيف يمكننا التأكد من أن صخورنا الأقدم هي بالفعل أقدم صخورنا؟ كيف لنا أن نعرف أن صخرة أقدم لم تنزل ببساطة إلى غبار في مكان ما، أو تعرضت للانهيار تحت قارة مجاورة؟
كتل من الصخور الفضائية
للتغلب على هذه المشكلة، قام العلماء أيضًا بتأريخ كتل من الصخور الفضائية – تحديدًا النيازك والصخور القمرية – يُعتقد أنها تشكلت من نفس القرص من المواد التي ولدت كوكبنا، في نفس الوقت، النتائج محاذاة بشكل لافت للنظر، يمكن تأريخ حطام الفضاء المجاور لنا إلى نفس النافذة التي يبلغ عمرها 4.5 مليار سنة.
لذلك ، يمكننا تحديد تاريخ الأرض بهذه الدرجة من الدقة لأن لدينا خطوط أدلة متعددة تشير إلى نفس الفترة الزمنية.
