Planeta Země nemá rodný list, který by zaznamenával její vznik, a proto se vědci stovky let snažili určit její stáří. Jak je tedy Země stará?
Datováním hornin ve stále se měnící zemské kůře i hornin v sousedních tělesech Země, jako je Měsíc a navštěvující meteority, vědci vypočítali, že Země je stará 4,54 miliardy let s chybou v rozmezí 50 milionů let.
Related:
Související: Jak velká je Země?
Jak staré jsou vaše horniny?
Vědci se za posledních 400 let několikrát pokusili datovat naši planetu. Pokusili se předpovědět stáří na základě měnící se hladiny moří, doby, za kterou se Země nebo Slunce ochladily na současnou teplotu, a slanosti oceánů. S rozvojem technologie datování se tyto metody ukázaly jako nespolehlivé; například se ukázalo, že vzestup a pokles hladiny oceánu je spíše neustále se měnící proces než postupně klesající.
A v další snaze vypočítat stáří planety se vědci obrátili na horniny, které pokrývají její povrch. Protože však desková tektonika neustále mění a přetváří zemskou kůru, první horniny byly již dávno recyklovány, roztaveny a přetvořeny v nové výchozy.
Vědci také musí bojovat s problémem zvaným Velká nekonformita, což jsou místa, kde sedimentární vrstvy hornin jako by chyběly (například v Grand Canyonu se nachází 1,2 miliardy let stará hornina, kterou nelze nalézt). Existuje více vysvětlení této nesourodosti; na začátku roku 2019 jedna studie navrhla, že globální doba ledová způsobila, že ledovce rozemlely horninu a způsobily její rozpad. Desková tektonika pak rozdrcenou horninu vrhla zpět do nitra Země, čímž odstranila staré důkazy a přeměnila je na novou horninu.
Na počátku 20. století vědci zdokonalili proces radiometrického datování. Dřívější výzkumy ukázaly, že izotopy některých radioaktivních prvků se rozpadají na jiné prvky předvídatelnou rychlostí. Zkoumáním existujících prvků mohou vědci vypočítat počáteční množství radioaktivního prvku, a tedy i dobu, po kterou se prvky rozpadaly, což jim umožňuje určit stáří horniny.
Nejstarší dosud nalezené horniny na Zemi jsou Acasta Gneiss v severozápadní Kanadě poblíž Velkého Otročího jezera, které jsou staré 4,03 miliardy let. Horniny starší než 3,5 miliardy let se však nacházejí na všech kontinentech. Grónsko se může pochlubit svrchnokřídovými horninami Isua (stáří 3,7 až 3,8 miliardy let), zatímco horniny ve Svazarmu jsou staré 3,4 až 3,5 miliardy let. Vzorky v západní Austrálii jsou staré 3,4 až 3,6 miliardy let.
Výzkumné skupiny v Austrálii nalezly nejstarší minerální zrna na Zemi. Stáří těchto drobných krystalů křemičitanu zirkoničitého dosahuje 4,3 miliardy let, což z nich činí nejstarší dosud nalezené materiály na Zemi. Jejich zdrojové horniny se zatím nepodařilo nalézt.
Kameny a zirkony stanovují spodní hranici stáří Země na 4,3 miliardy let, protože planeta samotná musí být starší než vše, co leží na jejím povrchu.
Kdy vznikl život, je stále předmětem diskusí, zejména proto, že některé rané zkameněliny se mohou objevit jako přírodní formy hornin. Některé z nejranějších forem života byly nalezeny v západní Austrálii, jak bylo oznámeno ve studii z roku 2018; vědci našli v horninách starých 3,4 miliardy let drobná vlákna, která by mohla být zkamenělinami. Jiné studie naznačují, že život vznikl ještě dříve. Hematitové trubičky ve vulkanické hornině v Quebecu mohly obsahovat mikroby před 3,77 až 4,29 miliardami let. Vědci zkoumající horniny v jihozápadním Grónsku rovněž zaznamenali kuželovité struktury, které mohly obklopovat mikrobiální kolonie asi před 3,7 miliardami let.
Poznejte sousedy
Vědci se ve snaze dále upřesnit stáří Země začali dívat ven. Materiál, z něhož vznikla sluneční soustava, tvořil oblak prachu a plynu, který obklopoval mladé Slunce. Gravitačními interakcemi se tento materiál zhruba ve stejné době spojil v planety a měsíce. Studiem dalších těles ve sluneční soustavě mohou vědci zjistit více o rané historii planety.
Nejbližší těleso k Zemi, Měsíc, neprožívá procesy vynořování, které probíhají v celé pozemské krajině. Proto se na povrchu Měsíce stále nacházejí horniny z rané měsíční historie. Vzorky vrácené z misí Apollo a Luna odhalily stáří mezi 4,4 a 4,5 miliardami let, což pomáhá omezit stáří Země. O tom, jak Měsíc vznikl, se vedou diskuse; zatímco převládající teorie předpokládá, že do Země narazilo těleso o velikosti Marsu a úlomky se nakonec spojily v Měsíc, jiné teorie naznačují, že Měsíc vznikl dříve než Země.
Kromě velkých těles sluneční soustavy vědci zkoumali i menší kamenné návštěvníky, kteří spadli na Zemi. Meteority pocházejí z různých zdrojů. Některé jsou vyvrženy z jiných planet po prudkých srážkách, zatímco jiné jsou zbytky úlomků z rané sluneční soustavy, které nikdy nenarostly do takové velikosti, aby vytvořily soudržné těleso.
Ačkoli se z Marsu žádné horniny záměrně nevrátily, existují vzorky v podobě meteoritů, které na Zemi dopadly již dávno, což vědcům umožňuje přibližně určit stáří hornin na Rudé planetě. Některé z těchto vzorků byly datovány do stáří 4,5 miliardy let, což podporuje další výpočty data raného vzniku planety.
Stáří více než 70 meteoritů, které dopadly na Zemi, bylo vypočítáno pomocí radiometrického datování. Stáří nejstarších z nich se pohybuje mezi 4,4 a 4,5 miliardy let.
Před padesáti tisíci lety se z vesmíru řítil kámen, který vytvořil kráter Meteor v Arizoně. Úlomky tohoto asteroidu byly sesbírány z okraje kráteru a pojmenovány podle nedalekého kaňonu Diablo. Meteorit Canyon Diablo je důležitý, protože představuje třídu meteoritů se složkami, které umožňují přesnější datování.
V roce 1953 Clair Cameron Patterson, známý geochemik z Kalifornského technologického institutu, změřil ve vzorcích meteoritu poměry izotopů olova, které pevně omezily stáří Země. Vzorky meteoritu vykazují rozpětí od 4,53 miliardy do 4,58 miliardy let. Vědci toto rozpětí interpretují jako dobu, kterou potřebovala sluneční soustava k vývoji, což byla postupná událost, která probíhala přibližně 50 milionů let.
Pomocí nejen hornin na Zemi, ale také informací získaných o soustavě, která ji obklopuje, se vědcům podařilo stanovit stáří Země na přibližně 4,54 miliardy let. Pro srovnání, stáří galaxie Mléčná dráha, která obsahuje sluneční soustavu, je přibližně 13,2 miliardy let, zatímco stáří samotného vesmíru bylo stanoveno na 13,8 miliardy let.
Další čtení:
- Zjistěte, kde se nacházejí nejstarší horniny ve Spojených státech.
- Přečtěte si více o nejstarších horninách a minerálech na světě od Amerického přírodovědného muzea.
- Přečtěte si více o určování stáří Země od U.S. Geological Survey.
Tento článek byl aktualizován 7. února 2019 přispěvatelkou serveru Space.com Elizabeth Howellovou.