地球の年齢は？ | | 大衆科学

地球の年齢は？ 答えるのが簡単な質問のように思えるかもしれません。 典型的な概算では、私たちの惑星の年齢は約 45 億歳です。 しかし、惑星科学者が近くで見れば見るほど、話はぎこちなくなります。 私たちの惑星がどのように形成されたかについてのニュアンスは、地球の年齢を5億年程度シフトさせる可能性があります.

「年代について話すのは簡単ですが、拡大すればするほど複雑になります」と地質学の教授は言います。 トーマス・ラペン、ヒューストン大学の地球および大気科学部門の議長を務めています。 科学者たちは、地球の年齢をより正確に測定しようとしてきたため、地球がどのように形成されたのかという詳細に取り組む必要がありました。

「人が生まれるのは一瞬です」とラーペンは説明します。 しかし、惑星形成は何百万年もかかるプロセスです。 地球に年齢を割り当てるには、天体物理学者、惑星科学者、および地質学者は、プロセスのどの時点が地球の誕生と考えられるかを判断する必要があります。

地球が「生まれた」のはいつ？

約 46 億年前、ガスと塵が新しく形成された太陽の周りを回っていました。 太陽系の最初の数百万年の間に、粒子は衝突して融合し、小惑星や惑星の種になりました。 それらの宇宙の岩石は互いに衝突し続け、一部はどんどん大きくなり、今日私たちが見ている太陽系を形作っています.

しかし、惑星は単なる大きな岩の山ではありません。 それらが物質を蓄積するにつれて、これらの天体もコア、マントル、および地殻の層に分化します（少なくとも地球と他の地球型惑星の場合）. 降着と分化には時間がかかります。 数千万 年の。 地球の形成のその段階のある時点を、私たちの惑星の誕生であると考える人もいるかもしれません。 しかし、ラペンはそれを地球の受胎と考えており、大変動の出来事が月を形成したときに誕生が遅れたと考えていると言います。

[Related: June 29 was Earth’s shortest day since the invention of atomic clocks]

広く受け入れられている巨大衝突理論によると、太陽系の初期の混沌の時代に、原始地球は火星ほどの大きさの別の小さな天体と衝突しました。 2つが衝突すると、破片は合体して地球の周りの軌道で月になりました。

この衝突はまた、惑星を構成する物質を本質的に「リセット」したと考えられている、と Lapen は言う。 当時、厚いマグマの海が原始地球を覆っていた可能性があります。 強力な衝突により、両方の物体の物質が混ざり合い、合体して、今日私たちが知っている惑星と月のシステムになりました。 そのような「リセット」の証拠は、同じ形の酸素を含む地球と月の両方の岩石から得られるとラペンは説明します。

「おそらく、原始地球は破壊されたか、組成が変化したのでしょう」とラーペンは言います。 「私の考えでは、地球は月形成イベントまで私たちが知っているような地球ではありませんでした。」

この出来事が私たちの惑星の誕生を示したとすれば、地球の年齢は 44 億年から 45 億 2000 万年の間になります。 しかし、私たちの惑星のより具体的な年齢を決定するには、古代の証拠をふるいにかける必要があります.

地球の年齢に番号を割り当てる

昔の犯罪の手がかりを探す探偵のように、惑星科学者は、地球の初期の歴史をつなぎ合わせる際に、今日残っている証拠に目を向けなければなりません。 しかし、その章の間のすべての混乱 – 渦巻くマグマの海と激しい地質学的変化 – 証拠を見つけるのは難しいかもしれません.

地球の年齢を制限する 1 つの方法は、地球上で最も古い岩石を探すことであると Lapen は説明します。これは、マグマの海が固まって表面になった直後に形成されたものです。 その日付について、科学者は、西オーストラリア州のジャック ヒルズで発見されたジルコンに注目しています。これは、知られている最古の鉱物です。

これらの結晶の年代を決定するために、科学者のチームは放射年代測定法と呼ばれる技術を使用しました。これは、結晶に含まれるウランを測定します。 この放射性元素は既知の速度で崩壊して鉛になるため、科学者はサンプル中のウランと鉛の比率に基づいて鉱物の年代を計算できます。 この方法で明らかになったのは、 ジルコンは約44億歳.

これらの岩石は、地球と月のシステムがいつか形成されたに違いないことを示唆しています 前 44 億年前というのは、岩石の記録が「月形成イベントによって消滅するからです」と Lapen 氏は言います。 したがって、この惑星の年齢は 44 億歳以上です。 しかし、それはどれくらい古いでしょうか？ それに答えるために、科学者は月を含む他の場所に目を向けている、とラーペンは言います。

[Related: Here’s how life on Earth might have formed out of thin air and water]

地球の衛星本体の岩石は、月がその表面を溶かして再構成するプレートテクトニクスのようなプロセスを経ていないため、ここのものよりもよく保存されています。 これらの手がかりには主に 2 つの情報源があります。地球に落下する月の隕石と、NASA のアポロ計画中に月から直接収集されたサンプルです。

原始地球のように、若い月もマグマの海に覆われていました。 月の表面から採取された最も古い岩石は、月の地殻がいつ形成されたかを示すことができます。 科学者は、アポロ 14 号ミッション中に収集されたジルコンの破片の放射年代測定を行い、宇宙線曝露の計算を修正し、月の地殻が硬化したと判断しました。 約45億1000万年前.

ラペン氏によると、衝突から天体が合体、冷却、分化するまでには一定の期間があったため、この年代にも約 5,000 万年の不確実性があります。

「正確な出来事を年代測定することは非常に困難です」と彼は言います。 Lapen は、地球と月のシステムが形成されたのは 45 億 1000 万年から 45 億 2000 万年前である可能性が高いと推定していますが、一部の科学者は、計算は 5000 万年もずれている可能性があると述べています。

その時間枠を制約するもう 1 つの方法は、原始地球が形成されていたときに存在していた岩石を調べることです。 惑星が若い太陽の周りの破片から固化したとき、すべての物質が合体して、今日私たちが見ている世界とその衛星になったわけではありません. 一部は小惑星や彗星に保存されていました。

太陽系のタイムカプセルは、地球の表面に落下する隕石として私たちのところにやってくることがあります。 ラペン氏によると、そのような宇宙岩石として知られている中で最も古いものは、隕石エルグ チェク 002 です。これは、初期の太陽系からの原始原始惑星の火成地殻の破片であると考えられています。 そのため、Erg Chech 002 隕石の年代測定は、原始地球がその概念の同様の段階にあった可能性が高い時代のスナップショットを提供します。

「『地球の誕生』が、降着によって最終的に成長して現在の地球を形成した最初の原始地球核または原始惑星の形成時期として定義される場合、おそらくそれはの年齢 [Erg Chech 002]」 科学者たちは、この火成地殻が約 45 億 6500 万年前に結晶化したと計算しました。

地球の年齢は精密化できますか?

人間のタイムスケールでは、地球と月のシステムが形成された頃の 5000 万年という不確実性は、広大で不正確に聞こえます。 しかし、惑星のタイムスケール、特に数十億年前については、「これは適切な見積もりです」と Lapen は言います。

「過去をさかのぼるほど、記録のギャップが原因で精度が低くなることがよくあります。 それは比較的短い期間であり、多くのことが起こっていました.衝撃があり、すべてが合体し、冷却され、コア、マントル、および地殻を持つ頑丈な岩体に分化する必要がありました」と彼は言います.

しかし、科学者はまだ終わっていません。 特に研究者が月、隕石、小惑星から追加のサンプルを取得するにつれて、地球の年齢をより正確かつ正確に測定する機会が常にある、とラペンは言います。