ВОЗРАСТ ЗЕМЛИ И МЕТОДЫ ЕГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ Выполнила : Гиренко А. И. - презентация

1 ВОЗРАСТ ЗЕМЛИ И МЕТОДЫ ЕГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ Выполнила : Гиренко А. И.

2 Земля это планета Солнечной системы, третья по порядку от Солнца. Обращается вокруг него по эллиптической, близкой к круговой орбите ( с эксцентриситетом 0,017), со ср. скоростью ок. 30 км / с. Ср. расстояние Земли от Солнца 149,6 млн. км, период обращения 365,24 ср. солнечных суток ( тропический год ). На ср. расстоянии 384,4 тыс. км от Земли вокруг неё вращается естественный спутник Луна. Земля вращается вокруг своей оси ( имеющей наклон к плоскости эклиптики, равный 66°33 22) за 23 ч 56 мин ( звёздные сутки ). С вращением Земли вокруг Солнца и наклоном земной оси связана смена на Земле времён года, а с вращением её вокруг оси – смена дня и ночи.

3 Возраст Земли так велик, что его трудно себе вообразить. Но если предположить, что нашей планете всего один год, то человечество просуществовало менее пяти часов. Человечество веками пыталось определить возраст Земли. В начале XVII века архиепископ Армы Джеймс Ашер вычислил дату сотворения мира по Библии. Он определил ее как 4004 год до н. э., эту хронологию можно найти в старых изданиях Библии. Геродот, наблюдая за скоростью роста дельты Нила (Кэри У. В поисках закономерностей развития Земли и Вселенной. М.: Мир с.), пришел к выводу, что Земля существует очень долго. До Аристотеля Землю считали вечной и неизменной, но во времена мрачного средневековья христианская догма ограничила продолжительность её истории описанием Моисея. Архиепископ Дж. Ашер ( ) утверждал, что Земля была сотворена 26 октября 4004 г. до н.э. в 9 часов утра. Это утверждение было кульминацией в длинной серии подсчетов, основанных на изучении последовательности событий, отраженных в Библии, начало которых берется от Сотворения мира. Например, согласно другому подсчету: от сотворения мира до Потопа прошло 1656 лет, от Потопа до Авраама – 292 года, до исхода евреев из Египта – 503, до возведения Храма – 432, до вавилонского плена – 414 и до Рождества Христова – 614 лет и т.п. Вывод Ашера был результатом длительного изучения первоисточников на языках оригиналов, в том числе генеалогий, систем календарей и затмений, на которых могли основываться точные подсчеты времени и даты. Его оценка возраста земли пользовалась доверием в широких кругах и оставалась признанной долгое время после смерти Ашера. Лорд Кельвин, выдающийся физик своего поколения, вооруженный формулами точной науки, объявил, что возраст Земли не может превышать 20 млн. лет.

4 Он полагал, что первичным источником энергии во Вселенной может быть только гравитация, поэтому энергия Солнца должна убывать со временем. Аналогичных взглядов придерживались Лейбниц, Бюффон, Гельмгольц и др. Теперь мы знаем, что Ашер ошибся - более чем в миллион раз! На сегодня принятый учеными возраст Земли составляет 4600 миллионов лет. Он приблизительно такой же, как и возраст Солнца и остальных планет. В конце XVII века датский врач и естествоиспытатель Николаус Стено (который со временем тоже стал епископом) заключил, что верхние слои осадочных пород, накапливающиеся под водой, моложе, чем нижние. В XIX веке это открытие помогло ученым разработать относительную хронологию пород и, таким образом, частично определить возрастную структуру Земли. Наука о датировании пород известна под названием геохронология. Однако лишь в начале XX века британские и американские ученые обнаружили, что некоторые радиоактивные элементы можно использовать как "часы" для фиксации огромных периодов времени. Атомы этих элементов со временем разлагаются, образуя другие элементы. Так, например, по истечении довольно длительного периода уран превращается в свинец, излучая при этом радиацию. Девять тяжелых элементов, встречающихся в естественном виде, включая радий и уран, являются радиоактивными. То же самое касается некоторых изотопов (разновидностей одних и тех же элементов, отличающихся массой атомов) легких элементов, таких как рубидий и стронций. Ученые открыли часы, но не знали, как определять по ним время. В этом им помогло создание во время и после Второй мировой войны прибора под названием масс- спектрометр. Он разделяет атомы по их массам и электрическим зарядам и позволяет определять ничтожные количества радиоактивных веществ в породах.

5

6 Возраст относительный и абсолютный Прежде всего, нужно разделить имеющиеся методы определения возраста горных пород (а именно горные породы составляют этапы определения возраста Земли) по основному критерию. В этом плане все методы разделяются на основании того, определяют ли они относительный или абсолютный возраст той или иной горной породы. Абсолютный возраст горной породы – это её возраст по отношению к другим горным породам, является ли она старшей или младшей по отношению к ним. Для этого используется ряд методов: стратиграфический (по положению горных пород – в обычных условиях старшие горные породы располагаются ниже); литологический (сравнение состава пород в разных обнажениях); геофизические методы (сравнение физических характеристик – остаточной намагниченности, удельного сопротивления и так далее); тектонический (по степени смещения); биостратиграфические (определение возраста по обнаруженным останкам организмов) и так далее. Что же касается определения абсолютного возраста горной породы, то имеется в виду установление конкретных временных характеристик, то есть сколько именно лет конкретной породе. В данном случае основным является комплекс методов радиоизотопной хронометрии, основанный на самопроизвольном превращении радиоактивного изотопа одного элемента в стабильный изотоп другого. Необходимо определить соотношение между количеством радиоактивных элементов и количеством устойчивых продуктов их распада в горной породе. По скорости распада изотопа, которая для определенного радиоактивного изотопа является постоянной величиной, количеству радиоактивных и образовавшихся стабильных изотопов, и вычисляют время, прошедшее с начала формирования данной горной породы. Существует много методов радиоизотопной хронометрии, различающиеся по тем элементам, которые применяются для определения возраста различных горных пород. Именно эти методы в своём сочетании и составляют общий радиометрический метод определения возраста Земли, который на данный момент определяется в 4,5 миллиарда лет.

7 Радиометрический метод нравится не всем В научной сфере просто не существует методики, которая удовлетворяла бы всех. Тем более не наблюдается идиллического согласия в таком обсуждаемом вопросе, как возраст Земли. Правда, большинство учёных считают радиометрический метод вполне надёжным, однако часть из них, особенно придерживающаяся иных точек зрения по вопросу о возрасте Земли, им не удовлетворена. Радиометрический метод датировки широко критикуется на том основании, что сам принцип определения возраста горных пород по скорости распада изотопов различных элементов базируется на ряде предположений. При этом даже сами сторонники этого методы признают, что его нельзя считать абсолютно надёжным и окончательным, однако из существующих методов его признают наиболее объективным. Вот те предположения, которые позволяют осуществлять датировку горных пород в частности и вычислить возраст Земли в целом, которые наиболее часто критикуются : горная порода, возраст которой определяется, изначально не содержала « дочерних » элементов ( то есть тех, где уж были те вещества - продукты распада, которые должны появиться лишь при длительном процессе распада изотопов ); горные породы, подвергаемые исследования, никогда не подвергались внешнему воздействию, которые могли бы добавить или изъять те элементы, которые способны исказить данные анализа ; степень, то есть скорость, радиоактивного распада веществ является стабильной, то есть никогда не изменялась ни в сторону ускорения, ни в сторону замедления.

8 Есть ли альтернатива ? Логика науки гласит : если кому - то не нравится тот или иной метод получения данных, пусть предложит новый метод, позволяющий получать данные в большем объёме с большей степенью достоверности. Выгода позиции радиометрического метода определения возраста Земли заключается в том, что на данный момент не существует никакого другого метода, который не то что превзошёл бы, а даже приблизился бы к нему по степени точности и универсальности. Существует несколько предлагаемых методов, однако все они основаны на расчётах современных скоростей тех или иных процессов, что существенно снижает их универсальность – по ним невозможно определить возраст древних горных пород. Вот некоторые из методов, предлагаемых в качестве альтернативы радиометрическому, но имеющих узкую сферу применения : определение возраста по скорости образования прибрежно - морских россыпей ; определение возраста по скорости накопления солей в океане ( для определения возраста самого океана ); определение возраста Земли как планеты солнечной системы по концентрации космической пыли ( например, по толщине слоя пыли на Луне ); определение возраста по скорости эрозии горных пород.