عمر زمين

[morteza_420]

دید کلی
از روزی که انسان برای نخستین بار شروعبه نوشتن افکار خود کرد، پیوسته نگران موقعیت خود در عالم لایتناهی بوده است. لیکنتا سال ۱۷۸۸ و نوشته‌های «جیمز هاتن» ، مفهوم زمان تقریبا نامحدود ، تنها برایانسان دارای معنـــا بود و زمین صرفا در یــک چارچوب موقتی مورد نظر قرار می‌گرفت. دراندیشه انسان قــرون وسطی ، زمین از نظام بسته‌ای تشکیل می‌شد که از آغاز آن چندانوقتی نمی‌گذشت و عاقبت آن هم چندان دور نبود.

[FONT=arial,helvetica,sans-serif]●تاریخچه تخمین عمر زمین[/FONT]
[FONT=arial,helvetica,sans-serif]ازآنجایی که زمــان غیر قابل لمس است ، تصور ابعاد زمـان نیاز به بصیرت ذهنی داشت کـــهطبیعت ‌گرایان قرن هفدهم قادر به پذیرش آن نبودند ، بنابراین نگرش قرون وسطایی کوتاهبودن زمــان دنیوی همچنان بـاقی مـاند. محققین مسیحی آن زمان بطور کلی می‌پنداشتند کهسن زمین در حدود ۶۰۰۰ سال است، رقمی که بر اساس قبول نوشته‌های باستانی عبرانی قراراست[/FONT][FONT=arial,helvetica,sans-serif].[/FONT]
[FONT=arial,helvetica,sans-serif]سیر تحولی و رشــد تخمین عمر زمــین از مدتهای بسیار طولانی فکر دانشمندان رابه خود مشغول کــرده بود . دانشمندان مختلف سعی داشتند بـا روشهای مختلفی ســـن کـــره زمینرا تخمین بزنند که از آن جمله می‌توان تخمین عمر زمین را بر اساس شوری آب اقیانوس هاو محاسبه میزان رسوبگذاری ذکـر کرد . در سال ۱۸۹۷ ، فیزیکدان معروف «لرد کلوین»(Lord Kelvin) قدمت و عمر زمین را بـه ایـن صورت تعریف نمود که زمین در ابتدا به حالت مذاببوده و بعد سرد شده است . وی همچنین اظهار نظریه‌هایی را بـر اساس فرضیه‌هایی در مــوردمنشأ و مبدا حرارت خورشید بـه عمل آورد و ادعا کرد زمین سنی در حدود ۲۰ الی ۴۰میلیون سال دارد[/FONT][FONT=arial,helvetica,sans-serif].[/FONT]
[FONT=arial,helvetica,sans-serif]در اوایل قرن بیستم ، رادرفورد(Ruther Ford) وهولمز(Holmes)در انگلیس و بولتوود(Boltwood)در آمریکا دریافتند که تجزیه عناصرناپایدار جهت تولید ایزوتوپهای رادیوژنیک می‌توانند برای تعیین سن کانی ها و سنگ هایپوسته کره زمین مورد استفاده قرار گیرند . ولی روش ها و تکنیک های تحلیلی در آن زمانآنقدر دقیق نبود که بتواند مقدار ایزوتوپهای رادیوژنیک موجود در سنگها را تعییننماید . در نتیجه منحصرا بعد از سال ۱۹۵۰ که اسپکترومتر(Spectrometer) اختراعگردید ، تعیین سن سنگها به طریق ایزوتوپی معمول گردید از این مقاله سعی می‌شود تاروشهایی را که از ابتدا برای برآورد عمر زمین مورد استفاده قرار گرفته ، مورد بحثقرار دهیم و در نهایت به روشی که امروزه استفاده می‌شود و دقیقتر است ، اشارهکنیم[/FONT][FONT=arial,helvetica,sans-serif].[/FONT]​

[FONT=arial,helvetica,sans-serif]●تخمین عمر زمین بر اساس شوری آب اقیانوسها[/FONT]
[FONT=arial,helvetica,sans-serif]در سال ۱۷۱۵ «ادموند هالی (Edmond Halley) »، منجم انگلیسی ، این مطلب را پیش کشید که سن زمین را می‌توان ازروی مقدار شوری آب اقیانوسها محاسبه کرد . عملا نقشه این بود که مقدار شوری آبدریاها را با دقت تمام محاسبه و سپس عمل را ده سال بعد تکرار کنند ، با محاسبه مقدارازدیاد شوری آب در هر ده سال می‌توان زمان لازم برای تحصیل شوری آب فعلی را ازآبهای شیرین اولیه بدست آورد . اگر هم چنین آزمایشی انجام شده باشد ، هیچ ازدیادی درشوری آب اقیانوس ها دیده نشد[/FONT][FONT=arial,helvetica,sans-serif].[/FONT]
[FONT=arial,helvetica,sans-serif]در اواخر قرن نوزدهم بعضی محققان با تجدید نظر درروش فوق و با تجزیه شیمیایی آب رودخانه‌ها ، مقدار سدیم اضافه شده به دریاها در هرسال توسط رودخانه‌های دنیا را محاسبه کردند . با دانستن حجم تقریبی آب اقیانوس هایامروزی و فرض اینکه آب اقیانوس های اولیه شیرین بوده است و میزان ازدیاد سدیم توسطرودخانه‌های امروزی میانگینی برای تمام زمان زمین شناسی است ، آنها زمان لازم برایتحصیل غلظت سدیم و شوری امروزی را محاسبه کردند . سرانجام نتیجه‌گیری کردند که ازروز اولی که آب برای نخستین بار بر روی سطح زمین متراکم شد ، ۹۰ میلیون سال می‌گذرد. امروزه ما می‌دانیم که تخمین هالی از سن اقیانوسهای زمین به مراتب کمتر سن واقعیآنهاست . دلیل عمده آن هم این است که او تعویض سدیمی را که میان آب دریا و سنگهایپوسته کره زمینی صورت می‌گیرد ، بسیار ناچیز می‌پنداشت[/FONT][FONT=arial,helvetica,sans-serif].[/FONT]​

[FONT=arial,helvetica,sans-serif]●تخمین عمر زمین بر اساسمیزان رسوبگذاری[/FONT]
[FONT=arial,helvetica,sans-serif]هر که سنگ های رسوبی را مطالعه کرده باشد، می‌داند که طبقه‌ایضخیم از ماسه سنگ می‌تواند در عرض یک روز ته‌نشین شود یا لایه نازک گل رسی که رویآن قرار می‌گیرد ، ممکن است برای ته‌نشین شدن به ۱۰۰ سال زمان نیاز داشته باشد و سطحطبقه بندی میان آن ها ممکن است نماینده مدت زمانی بیش از مجموع آنها باشد . برایضخامت معینی از طبقات رسوبی میانگینی برای میزان رسوبگذاری وجود دارد . اگر تغییراتمهمی در شرایط محیط رسوبی رخ ندهد و فرسایش نیز در امر رسوبگذاری وقفه ایجاد نکند ،ضخامت طبقات کم و بیش متناسب با زمان سپری شده خواهد بود[/FONT][FONT=arial,helvetica,sans-serif].[/FONT]
[FONT=arial,helvetica,sans-serif]زمین شناسان اواخر قرننوزدهم تصور می‌کردند که می‌توانند در صورت تخمین میزان ته‌نشست درمحیط های رسوبیامروزی ، زمان مشخص شده توسط واحدهای سنگهای قدیمی مشابه را نیز معین کنند . آن هاهمچنین تصور می‌کردند که در صورت تعیین ضخامت کل طبقات رسوب کرده در گذشته ، خواهندتوانست کل زمان زمین شناسی طی شده را تخمین بزنند[/FONT][FONT=arial,helvetica,sans-serif].[/FONT]​

​

 

[morteza_420]

●تخمین عمر زمین بر اساس سردشدن کره زمین
در بسیاری مناطق درجه حرارت معادن عمیق ازدیاد محسوس و یکنواختی رابر حسب ازدیاد عمق نشان می‌دهد . این افزایش حرارت نشان می‌دهد که دما از درون گرمزمین به طرف قسمت سرد خارجی آن جریان دارد و از پوسته زمین متصاعد می‌شود . ایناتلاف گرما قابل اندازه گیری است و منطق « کلوین» (Kelvin) استدلال می‌کرد که اگرزمین با از دست دادن حرارت ، تدریجا در حال خنک شدن است ، پس در زمان گذشته می‌بایستگرمتر بوده باشد . کلوین این پدیده را به صورت اتلاف حرارت از یک حالت مذاب اولیه درنظر گرفته بود و با مطالعه میزان جریان حرارت امروزی نشان داد که از نظر زمان زمینشناسی ، مسلما مدت زیادی از زمانی که زمین در حالت مذاب بوده ، نگذشته است.
اینزمان ظاهری تبلور پوسته جامد زمین ، حداکثر قدرت ممکن را برای حیات ، آنگونه که مامی‌شناسیم ، مشخص کرد. عدم دسترسی به جزییات مربوط به نقطه ذوب سنگها و هدایت گرماتحت شرایط حرارت و فشار زیاد ، مانع ارزیابی دقیق زمان تبلور می‌شد، لکن مدت تعیینشده بسیار کم بود. بر این اساس زمانی که کلوین بدست آورده بود، ۱۰۰ میلیون سالبود.


●مواد رادیواکتیو
بعضی از مواد معدنی دارای خاصیت رادیواکتیو هستند،بدین معنی که از خود سه نوع اشعه خارج می‌سازند. اشعه خارج شده یا دارای بارالکتریکی مثبت است، که در این صورت به نام پرتو آلفا خوانده می‌شود و یا دارای باراکتریکی منفی است که اشعه بتا خوانده می‌شود. نوع سوم اشعه که نزدیک به اشعه ایکساست، از نظر الکتریکی خنثی است و به نام اشعه گاما خوانده می‌شود. در اثر صدور اینذرات ، به مرور جسم به مواد دیگر تبدیل می‌شود.
مدت زمانی را که جهت نصف شدناتمهای اولیه لازم است، به نام زمان نیم عمر می‌خوانند. زمان نیم عمر اجسام مختلف ،متفاوت است و از چند ثانیه تا چند میلیارد سال تغییر می‌کند. سنگهای تشکیل دهندهزمین معمولا حاوی یک یا چند ماده رادیواکتیو نظیر اورانیوم ، رادیوم ، توریوم وپتاسیم و… هستند. با در دست داشتن سرعت تجزیه و اندازه گیری مقدار اولیه و مادهتبدیل شده موجود در نمونه ، می‌توان زمانی را که از تجزیه نمونه می‌گذرد، بدست آوردو بر اساس همین روش است که سن زمین تعیین شده است.



●تخمین سن زمین بر اساس سنگهایآسمانی
قسمت اعظم و در ضمن قدیمیترین بخش تاریخ زمین شناسی را بخش پرکامبرینتشکیل می‌دهد که معمولا از نظر سنگ شناسی مشخص است و می‌توان سنگهای متعلق به آن رارا تشخیص داد. آزمایشات مختلف بر روی سنگهای این بخش ، اعداد متفاوتی را بدست دادهکه کمترین آنها ۶۰۰ میلیون سال و بیشترین آنها۳.۵میلیارد سال است. اگر تصور کنیمکه پرکامبرین از۳.۵میلیارد سال پیش شروع شده ، زمان تشکیل زمین مسلما از این عددبیشتر است و بنابراین برای تعیین سن زمین از عوامل دیگر نیز بایستی کمکگرفت.
یکی از این عوامل ، سنگ های آسمانی است. از آنجا که مطابق تمام نظریاتموجود ، تشکیل زمین و سایر سیارات منظومه شمسی همزمان بوده است ، با تعیین سن اینسنگها می‌توان سن واقعی زمین را بدست آورد . حداکثر سنی که تا به حال برای سنگ هایآسمانی بدست آمده ۴،۶میلیارد سال بوده است . یکی دیگر از عواملی که به تعیین سنزمین کمک می‌کند ، نمونه‌هایی است که از ماه گرفته شده و بر اساس تجزیه نمونه‌هایمذبور عددی نظیر عدد فوق برای آن ها حاصل شده است . بدین ترتیب می‌توان عدد ۴،۶میلیارد سال را برای سن زمین در نظر گرفت.