Tuổi của Trái Đất

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Trái Đất nhìn từ Apollo 17 năm 1972

Các nhà địa chất học và các nhà địa vật lý hiện đại cho rằng tuổi của Trái Đất khoảng 4,54 tỷ năm (4,54 × 109 năm± 1%).[1][2] Giá trị này được xác định bằng tuổi đồng vị phóng xạ của các thiên thạch và vật liệu có tuổi cổ nhất trên Trái Đất đã được biết đến cũng như các mẫu trên Mặt Trăng.

Sau cuộc cách mạng khoa học và sự phát triển của việc định tuổi đồng vị phóng xạ, các đo đạc hàm lượng chì trong các khoáng vật giàu urani cho thấy một vài mẫu có tuổi hơn 1 tỷ năm.[3] Các vật liệu cổ nhất có các khoáng vật được đinh tuổi– các tinh thể zircon nhỏ từ Jack Hills thuộc Tây Úc – có tuổi ít nhất 4.404 tỷ năm.[4][5][6] So sánh giữa khối lượngđộ sáng của Mặt Trời với phần lớn các ngôi sao khác thì thấy rằng hệ Mặt Trời không thể cổ hơn các đá này. Bao thể giàu Ca-Al (các baoo thể giàu canxinhôm) – là các thành phần rắn cổ nhất trong các thiên thạch, chúng được hình thành bên trong hệ Mặt Trời – có tuổi 4,567 tỷ năm,[7][8] và là giới hạn trên của tuổi Trái Đất. Người ta giả thuyết rằng sự bồi đắp của Trái Đất bắt đầu sớm sau sự hình thành các bao thể giàu Ca-Al-rich và các thiên thạch. Do thời gian bồi đắp chính xác của Trái Đất chưa được biết rõ, và các dự đoán từ các mô hình bôi đắp khác nhau dao động trong khoảng từ vài triệu năm đến khoảng 100 triệu năm, vì thế tuổi của Trái Đất khó xác định. Cũng khó xác định tuổi của các đá cổ nhất lộ trên bề mặt, khi chúng là một tập hợp của rất nhiều khoáng vật có thể có tuổi khác nhau. Acasta Gneiss thuộc miền Bắc Canada có thể là đá cổ nhất lộ trên mặt đất được biết đến.[9]

Sự phát triển của các quan điểm địa chất học hiện đại[sửa | sửa mã nguồn]

Các nghiên cứu về địa tầng, sự phân lớp đá và đất, là cơ sở để các nhà tự nhiên học cho rằng Trái Đất có thể đã trải qua nhiều thay đổi trong suốt quá trình tồn tại của nó. Các lớp đá này thường chứa hóa thạch có những đặc trưng mà con người chưa biết được, giúp con người phân tích tiến trình phát triển của sinh vật theo từng lớp một.[10][11]

Nicolas Steno trong thế kỷ 17 là một trong những nhà tự nhiên học đầu tiên đưa ra mối liên hệ giữa hóa thạch và địa tầng.[11] Những quan sát của ông giú ông đưa ra những quan điểm về địa tầng học (như quy luật xếp chồng và quy luật phân lớp nằm ngang nguyên thủy).[12] Vào thập niên 1790, William Smith giả thiết rằng nếu có hai lớp đá phân bố ở hai nơi khác nhau có chứa cùng một nhóm hóa thạch thì nó có thể có cùng tuổi.[13] Cháu và sinh viên của William Smith là John Phillips, sau đó đã tính toán theo cách này và cho rằng Trái Đất có tuổi khoảng 96 triệu năm.[14]

Nhà tự nhiên học Mikhail Lomonosov vào giữa thế kỷ 18 cho rằng Trái Đất đã được tạo ra một cách tách biệt từ phần còn lại của vũ trụ hàng trăm ngàn năm trước đó. Các ý tưởng của Lomonosov chủ yếu là lý thuyết. Năm 1779, Comte du Buffon đã đưa ra tuổi của Trái Đất sử dụng một thí nghiệm: ông tạo ra một địa cầu nhỏ giống Trái Đất về thành phần và sau đó đo tốc độ nguội lạnh của nó. Ông kết luận rằng Trái Đất có tuổi khoảng 75.000 năm.

Các nhà tự nhiên học khác sử dụng các giả thiết này để lập lại lịch sử Trái Đất, mặc dù mốc thời gian của họ chưa chính xác vì họ không biết mất bao lâu để hình thành nên các tầng đá của địa tầng.[12]

Các tính toán trước đây[sửa | sửa mã nguồn]

William Thomson (Lord Kelvin)

Năm 1862, nhà vật lý học William Thomson đã tính toán tuổi của Trái Đất vào khoảng 20 đến 400 triệu năm.[15][16] Ông giả định rằng Trái Đất được hình thành từ một vật thể hoàn toàn nóng chảy, và xác định rằng nó cần một khoảng thời gian để lớp gần bề mặt nó nguội lạnh như hiện nay. Các tính toán của ông không tính đến nhiệt sinh ra từ hoạt động phân rã phóng xạ hay sự đối lưu bên trong Trái Đất, các quá trình này cho phép nhiệt thóa ra nhiều hơn từ bên trong lòng đất để nung nóng các đá gần bề mặt.[15]

Các nhà địa chất học như Charles Lyell không đồng tính với tuổi của Trái Đất ngắn như thế. Còn các nhà sinh học, thậm chí cho rằng 100 triệu năm còn quá ngắn để chấp nhận được. Trong thuyết tiến hóa của Charles Darwin, quá trình biến đổi di truyền ngẫu nhiên với sự chọn lọc tự nhiên tích lũy cũng cần khoảng thời gian dài. (Theo sinh học hiện đại, tổng thời gian tiến hóa từ khi bắt đầu sự sống đến ngày nay mất 3,5 đến 3,8 tỉ năm, là khoảng thời gian đã qua kể từ khi tổ tiên của tất cả sự sống được ghi nhận qua việc xác định niên đại địa chất.[17])

Trong một bài giảng năm 1869, Thomas H. Huxley, cho rằng tính toán của Thomson là chính xác như dựa trên giả định sai. Nhà vật lý học Hermann von Helmholtz (năm 1856) và nhà thiên văn học Simon Newcomb (năm 1892) đã đưa ra hai giá trị tuổi theo cách tính của họ lần lượt là 22 và 18 triệu năm: họ tính toán một cách độc lập thời gian cần để Mặt Trời co lại đến kích thước (bán kính) và độ sáng hiện tại từ tinh vân khí và bụi khi nó được hình thành.[18] Các giá trị của họ phù hợp với tính toán của Thomson. Tuy nhiên, họ giả định rằng Mặt Trời chỉ phát sáng từ sự co hấp dẫn. Quá trình tổng hợp hạt nhân này của Mặt Trời đã chưa được khoa học biết đến vào thời điểm đó.

Các nhà khoa học khác cũng sử dụng số liệu của Thomson. Con của Charles Darwin, nhà thiên văn học George H. Darwin, cho rằng Trái Đất và Mặt Trăng bị tách ra vào thời điểm hình thành khi đó cả hai đề nóng chảy. Ông tính thời gian cần để cho ma sát thủy triều đối với trái đất hiện tại là 24 giờ. Giá trị ông đưa ra là 56 triệu năm đã bổ sung thêm bằng chứng rằng Thomson đã đi đúng hướng.[18]

Giá trị ước tính cuối cùng của Thomson đưa ra năm 1897 là: "Trái Đất có tuổi hơn 20 và nhỏ hơn 40 triệu năm, và có thể nó gần với giá trị 20 hơn 40".[19] Năm 1899 và 1900, John Joly đã tính toán tốc độ các đại dương tích tụ muối từ các quá trình xói mòn, và xác định rằng các đại dương có tuổi khoảng 80 đến 100 triệu năm.[18]

Định tuổi bằng đồng vị phóng xạ[sửa | sửa mã nguồn]

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ “Age of the Earth”. U.S. Geological Survey. 1997. Truy cập ngày 10 tháng 1 năm 2006. 
  2. ^ Dalrymple, G. Brent (2001). “The age of the Earth in the twentieth century: a problem (mostly) solved”. Special Publications, Geological Society of London 190: 205–221. doi:10.1144/GSL.SP.2001.190.01.14. 
  3. ^ Boltwood, B. B. (1907). “On the ultimate disintegration products of the radio-active elements. Part II. The disintegration products of uranium”. American Journal of Science 23: 77–88. 
    For the abstract, see: Chemical Abstracts. New York, London: American Chemical Society. 1907. tr. 817. Truy cập ngày 19 tháng 12 năm 2008. 
  4. ^ Wilde, S. A.; Valley, J. W.; Peck, W. H.; Graham C. M. (11 tháng 1 năm 2001). “Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago”. Nature 409: 175–178. doi:10.1038/35051550. 
  5. ^ Valley, John W.; Peck, William H.; Kin, Elizabeth M. (1999). “Zircons Are Forever”. The Outcrop, Geology Alumni Newsletter. University of Wisconsin-Madison. tr. 34–35. Truy cập ngày 22 tháng 12 năm 2008. 
  6. ^ Wyche, S.; Nelson, D. R.; Riganti, A. (2004). “4350–3130 Ma detrital zircons in the Southern Cross Granite–Greenstone Terrane, Western Australia: implications for the early evolution of the Yilgarn Craton”. Australian Journal of Earth Sciences 51 (1): 31–45. doi:10.1046/j.1400-0952.2003.01042.x. 
  7. ^ Amelin, Y; Krot, An; Hutcheon, Id; Ulyanov, Aa (Sep năm 2002). “Lead isotopic ages of chondrules and calcium-aluminum-rich inclusions.”. Science (New York, N.Y.) 297 (5587): 1678–83. doi:10.1126/science.1073950. ISSN 0036-8075. PMID 12215641. 
  8. ^ Baker, J.; Bizzarro, M.; Wittig, N.; Connelly, J.; Haack, H. (25 tháng 8 năm 2005). “Early planetesimal melting from an age of 4.5662 Gyr for differentiated meteorites”. Nature 436: 1127–1131. doi:10.1038/nature03882. 
  9. ^ Bowring, Samuel A.; Williams, Ian S. (1999). “Priscoan (4.00-4.03Ga) orthogneisses from northwestern Canada”. Contributions to Mineralogy and Petrology 134 (1): 3–16. Bibcode:1999CoMP..134....3B. doi:10.1007/s004100050465. 
  10. ^ Lyell, Charles, Sir (1866). Elements of Geology; or, The Ancient Changes of the Earth and its Inhabitants as Illustrated by Geological Monuments . New York: D. Appleton and company. Truy cập ngày 19 tháng 12 năm 2008. 
  11. ^ a ă Stiebing, William H. (1994). Uncovering the Past. Oxford University Press US. ISBN 0-19-508921-9. 
  12. ^ a ă Brookfield, Michael E. (2004). Principles of Stratigraphy. Blackwell Publishing. tr. 116. ISBN 1-4051-1164-X. 
  13. ^ Fuller, J. G. C. M. (17 tháng 7 năm 2007). “Smith's other debt, John Strachey, William Smith and the strata of England 1719–1801”. Geoscientist. The Geological Society. Bản gốc lưu trữ ngày 24 tháng 11 năm 2008. Truy cập ngày 19 tháng 12 năm 2008. 
  14. ^ Burchfield, Joe D. (1998). “The age of the Earth and the invention of geological time”. Geological Society, London, Special Publications 143 (1): 137–143. Bibcode:1998GSLSP.143..137B. doi:10.1144/GSL.SP.1998.143.01.12. 
  15. ^ a ă England, P.; Molnar, P.; Righter, F. (tháng 1 năm 2007). “John Perry's neglected critique of Kelvin's age for the Earth: A missed opportunity in geodynamics”. GSA Today 17 (1): 4–9. doi:10.1130/GSAT01701A.1. 
  16. ^ Dalrymple (1994) pp. 14–17, 38
  17. ^ Borenstein, Seth (13 tháng 11 năm 2013). “Oldest fossil found: Meet your microbial mom”. Excite (Yonkers, NY: Mindspark Interactive Network). Associated Press. Truy cập ngày 2 tháng 3 năm 2015. )
  18. ^ a ă â Dalrymple (1994) pp. 14–17
  19. ^ Dalrymple (1994) pp. 14, 43

Đọc thêm[sửa | sửa mã nguồn]

  • Baadsgaard, H.; Lerbekmo, J.F.; Wijbrans, J.R., 1993. Multimethod radiometric age for a bentonite near the top of the Baculites reesidei Zone of southwestern Saskatchewan (Campanian-Maastrichtian stage boundary?). Canadian Journal of Earth Sciences, quyển 30, tr.769–775.
  • Baadsgaard, H. and Lerbekmo, J.F., 1988. A radiometric age for the Cretaceous-Tertiary boundary based on K-Ar, Rb-Sr, and U-Pb ages of bentonites from Alberta, Saskatchewan, and Montana. Canadian Journal of Earth Sciences, quyển 25, tr.1088–1097.
  • Eberth, D.A. và Braman, D., 1990. Stratigraphy, sedimentology, and vertebrate paleontology of the Judith River Formation (Campanian) near Muddy Lake, west-central Saskatchewan. Bulletin of Canadian Petroleum Geology, quyển.38, số 4, tr.387–406.
  • Goodwin, M.B. and Deino, A.L., 1989. The first radiometric ages from the Judith River Formation (Upper Cretaceous), Hill County, Montana. Canadian Journal of Earth Sciences, quyển 26, tr.1384–1391.
  • Gradstein, F. M.; Agterberg, F.P.; Ogg, J.G.; Hardenbol, J.; van Veen, P.; Thierry, J. và Zehui Huang., 1995. A Triassic, Jurassic and Cretaceous time scale. IN: Bergren, W. A.; Kent, D.V.; Aubry, M-P. và Hardenbol, J. (tác giả), Geochronology, Time Scales, and Global Stratigraphic Correlation. Society of Economic Paleontologists and Mineralogists, Special Publication số 54, tr.95–126.
  • Harland, W.B., Cox, A.V.; Llewellyn, P.G.; Pickton, C.A.G.; Smith, A.G.; và Walters, R., 1982. A Geologic Time Scale: 1982 edition. Nhà in Đại học Cambridge: Cambridge, 131tr.
  • Harland, W.B.; Armstrong, R.L.; Cox, A.V.; Craig, L.E.; Smith, A.G.; Smith, D.G., 1990. A Geologic Time Scale, 1989 edition. Nhà in Đại học Cambridge: Cambridge, tr.1–263. ISBN 0-521-38765-5
  • Harper, C.W., Jr., 1980. Relative age inference in paleontology. Lethaia, quyển 13, tr.239–248.
  • Lubenow, M.L., 1992. Bones of Contention: A Creationist Assessment of Human Fossils. Baker Book House: Grand Rapids.
  • Obradovich, J.D., 1993. A Cretaceous time scale. IN: Caldwell, W.G.E. và Kauffman, E.G. (eds.). Evolution of the Western Interior Basin. Geological Association of Canada, Special Paper 39, tr.379–396.
  • Palmer, Allison R. (compiler), 1983. The Decade of North American Geology 1983 Geologic Time Scale. Geology, quyển 11, tr.503–504. Ngày 12 tháng 9 năm 2004.
  • Powell, James Lawrence, 2001, Mysteries of Terra Firma: the Age and Evolution of the Earth, Simon & Schuster, ISBN 0-684-87282-X

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]