โลกมีอายุเท่าไหร่

ภาพ 'หินอ่อนสีฟ้า' ของโลกที่นำมาจากเครื่องดนตรี VIIRS บนดาวเทียมสังเกตการณ์โลกของนาซ่าคือ Suomi NPP เมื่อวันที่ 4 มกราคม 2012

(ภาพ: © NASA / NOAA / GSFC / Suomi NPP / VIIRS / Norman Kuring)

Planet Earth ไม่มีสูติบัตรในการบันทึกการก่อตัวของมันซึ่งหมายความว่านักวิทยาศาสตร์ใช้เวลาหลายร้อยปีที่ต้องดิ้นรนเพื่อกำหนดอายุของดาวเคราะห์ ดังนั้นโลกอายุเท่าไหร่?

นักวิทยาศาสตร์ได้คำนวณว่าโลกมีอายุ 4.54 ล้านปีมีช่วงข้อผิดพลาด 50 ล้านปีโดยการหาคู่ของหินในเปลือกโลกที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา

หินของคุณอายุเท่าไหร่

นักวิทยาศาสตร์พยายามหลายครั้งเพื่อนัดพบดาวเคราะห์ในช่วง 400 ปีที่ผ่านมา พวกเขาพยายามทำนายอายุจากการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทะเลเวลาที่โลกหรือดวงอาทิตย์เย็นตัวลงเพื่อแสดงอุณหภูมิและความเค็มของมหาสมุทร เมื่อเทคโนโลยีการนัดหมายก้าวหน้าขึ้นวิธีการเหล่านี้พิสูจน์ได้ว่าไม่น่าเชื่อถือ ยกตัวอย่างเช่นการเพิ่มขึ้นและลดลงของมหาสมุทรแสดงให้เห็นว่าเป็นกระบวนการที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลามากกว่าที่จะค่อยๆลดลง

และอีกความพยายามในการคำนวณอายุของดาวเคราะห์นั้นนักวิทยาศาสตร์หันไปหาหินที่ปกคลุมพื้นผิวของมัน อย่างไรก็ตามเนื่องจากการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกมีการเปลี่ยนแปลงและแก้ไขเปลือกโลกอยู่ตลอดเวลาหินก้อนแรกจึงถูกนำกลับมาใช้ใหม่ถูกหลอมละลายและกลับเนื้อกลับตัวเป็นก้อนหินใหม่

นักวิทยาศาสตร์จะต้องต่อสู้กับปัญหาที่เรียกว่า Great Unconformity ซึ่งเป็นที่ซึ่งชั้นหินตะกอนหายไป (ตัวอย่างเช่นที่แกรนด์แคนยอนมีหิน 1.2 พันล้านปีที่หาไม่ได้) มีคำอธิบายหลายประการสำหรับความไม่เป็นไปตามนี้; ในต้นปี 2562 มีงานวิจัยชิ้นหนึ่งชี้ให้เห็นว่ายุคน้ำแข็งระดับโลกทำให้ธารน้ำแข็งบดเป็นหินทำให้มันพังทลาย การแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลกจากนั้นโยนก้อนหินที่ถูกบดอัดกลับเข้าไปในชั้นในของโลกลบหลักฐานเก่า ๆ แล้วเปลี่ยนเป็นหินก้อนใหม่

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 นักวิทยาศาสตร์ได้กลั่นกรองกระบวนการหาคู่ด้วยคลื่นวิทยุ การวิจัยก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าไอโซโทปของธาตุกัมมันตรังสีบางส่วนสลายตัวไปเป็นองค์ประกอบอื่น ๆ ในอัตราที่คาดการณ์ได้ โดยการตรวจสอบองค์ประกอบที่มีอยู่นักวิทยาศาสตร์สามารถคำนวณปริมาณเริ่มต้นขององค์ประกอบกัมมันตรังสีและใช้เวลานานเท่าใดที่องค์ประกอบจะสลายตัวทำให้พวกเขาสามารถกำหนดอายุของหินได้

หินที่เก่าแก่ที่สุดในโลกที่พบในปัจจุบันคือ Acasta Gneiss ทางตะวันตกเฉียงเหนือของแคนาดาใกล้กับทะเลสาบ Great Slave ซึ่งมีอายุ 4.03 พันล้านปี แต่หินที่มีอายุมากกว่า 3.5 พันล้านปีสามารถพบได้ในทุกทวีป เกาะกรีนแลนด์มีหิน Supracrustal (3.7 ถึง 3.8 พันล้านปี) ในขณะที่หินในสวาซิแลนด์อยู่ที่ 3,400 ล้านถึง 3.5 พันล้านปี ตัวอย่างในรัฐเวสเทิร์นออสเตรเลียมีอายุ 3.4 พันล้านถึง 3.6 พันล้านปี

กลุ่มการวิจัยในออสเตรเลียพบธัญพืชที่เก่าแก่ที่สุดบนโลก ผลึกเซอร์โคเนียมซิลิเกตขนาดเล็กเหล่านี้มีอายุถึง 4.3 พันล้านปีทำให้เป็นวัสดุที่เก่าแก่ที่สุดที่พบบนโลกจนถึงปัจจุบัน ยังไม่พบแหล่งหินของพวกเขา

หินและ zircons กำหนดขีด จำกัด ล่างบนอายุของโลกที่ 4.3 พันล้านปีเพราะดาวเคราะห์นั้นต้องมีอายุมากกว่าสิ่งใดก็ตามที่อยู่บนพื้นผิวของมัน

เมื่อชีวิตยังคงเกิดขึ้นภายใต้การอภิปรายโดยเฉพาะอย่างยิ่งเพราะฟอสซิลในช่วงต้นบางอย่างอาจปรากฏเป็นรูปแบบหินธรรมชาติ รูปแบบชีวิตที่เก่าแก่ที่สุดบางส่วนถูกพบในออสเตรเลียตะวันตกตามประกาศในการศึกษาปี 2561 นักวิจัยพบเส้นใยเล็ก ๆ ในหินอายุ 3.4 พันล้านปีซึ่งอาจเป็นฟอสซิล การศึกษาอื่น ๆ ชี้ให้เห็นว่าชีวิตมีต้นกำเนิดมาก่อนหน้านี้ ท่อ Hematite ในหินภูเขาไฟในควิเบกอาจมีจุลินทรีย์รวมอยู่ระหว่าง 3.77 ถึง 4.29 พันล้านปีก่อน นักวิจัยมองไปที่ก้อนหินในกรีนแลนด์ทางตะวันตกเฉียงใต้ก็เห็นโครงสร้างคล้ายกรวยที่สามารถล้อมรอบอาณานิคมของจุลินทรีย์เมื่อ 3.7 พันล้านปีก่อน

พบกับเพื่อนบ้าน

ในความพยายามที่จะปรับปรุงอายุของโลกต่อไปนักวิทยาศาสตร์ก็เริ่มมองออกไปข้างนอก วัสดุที่ก่อตัวระบบสุริยะเป็นเมฆฝุ่นและก๊าซที่ล้อมรอบดวงอาทิตย์อายุน้อย ปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงรวมวัตถุนี้เข้ากับดาวเคราะห์และดวงจันทร์ในเวลาเดียวกัน โดยการศึกษาวัตถุอื่น ๆ ในระบบสุริยะนักวิทยาศาสตร์จะสามารถหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับประวัติต้นของดาวเคราะห์

ร่างกายที่ใกล้ที่สุดไปยังโลกดวงจันทร์ไม่ได้สัมผัสกับกระบวนการผลัดผิวใหม่ที่เกิดขึ้นในภูมิประเทศของโลก เช่นนี้หินจากประวัติศาสตร์จันทรคติในยุคแรกยังคงนั่งอยู่บนพื้นผิวของดวงจันทร์ ตัวอย่างที่ส่งคืนจากภารกิจ Apollo และ Luna เปิดเผยอายุระหว่าง 4.4 พันล้านถึง 4.5 พันล้านปีซึ่งช่วย จำกัด อายุของโลก การก่อตัวของดวงจันทร์เป็นเรื่องของการถกเถียงกันอย่างไร ในขณะที่ทฤษฎีที่โดดเด่นแสดงให้เห็นว่าวัตถุขนาดเท่าดาวอังคารชนเข้ากับโลกและชิ้นส่วนต่าง ๆ รวมกันเป็นดวงจันทร์ในที่สุดทฤษฎีอื่น ๆ แนะนำว่าดวงจันทร์ก่อตัวขึ้นก่อนโลก [ที่เกี่ยวข้อง: โลกเกิดขึ้นได้อย่างไร]

นอกเหนือจากระบบสุริยะขนาดใหญ่แล้วนักวิทยาศาสตร์ยังได้ศึกษาผู้มาเยือนด้วยหินขนาดเล็กที่ตกลงมายังโลก อุกกาบาตเกิดจากแหล่งต่าง ๆ บางส่วนถูกขับออกจากดาวเคราะห์ดวงอื่นหลังจากเกิดการชนอย่างรุนแรงในขณะที่บางคนก็เหลือชิ้นส่วนจากระบบสุริยะยุคแรกที่ไม่ใหญ่พอที่จะก่อตัวเป็นวัตถุเหนียว

แม้ว่าจะไม่มีการส่งคืนก้อนหินอย่างจงใจจากดาวอังคาร แต่ตัวอย่างก็มีอยู่ในรูปของอุกกาบาตที่ตกลงมายังโลกเมื่อนานมาแล้วทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถประมาณอายุของหินบนดาวเคราะห์แดงได้ ตัวอย่างเหล่านี้บางส่วนมีอายุถึง 4.5 พันล้านปีสนับสนุนการคำนวณอื่น ๆ ของวันที่ก่อตัวดาวเคราะห์ต้น

อุกกาบาตกว่า 70 แห่งที่ตกลงสู่พื้นโลกคำนวณอายุของพวกเขาโดยการหาคู่ด้วยรังสี ที่เก่าแก่ที่สุดของเหล่านี้อยู่ระหว่าง 4.4 พันล้านถึง 4.5 พันล้านปี

ห้าสิบพันปีก่อนหินก้อนหนึ่งเหวี่ยงลงมาจากอวกาศเพื่อก่อตัวดาวตกอุกกาบาตในรัฐแอริโซนา เศษดาวเคราะห์น้อยนั้นถูกรวบรวมจากขอบปล่องภูเขาไฟและตั้งชื่อตามหุบเขาดีอาโบลที่อยู่ใกล้เคียง อุกกาบาต Canyon Diablo มีความสำคัญเพราะมันหมายถึงชั้นของอุกกาบาตที่มีส่วนประกอบที่ช่วยให้การออกเดทที่แม่นยำยิ่งขึ้น

ในปี 1953 Clair Cameron Patterson นักธรณีวิทยาที่มีชื่อเสียงที่สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียได้ทำการวัดอัตราส่วนของไอโซโทปตะกั่วในตัวอย่างของอุกกาบาตที่ทำให้เกิดข้อ จำกัด ในยุคของโลก ตัวอย่างของอุกกาบาตแสดงการแพร่กระจายจาก 4.53 พันล้านเป็น 4.58 พันล้านปี นักวิทยาศาสตร์ตีความช่วงนี้เป็นเวลาที่ใช้สำหรับระบบสุริยะที่จะวิวัฒนาการเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไปที่เกิดขึ้นประมาณ 50 ล้านปี

ด้วยการใช้หินบนโลกนี้ไม่เพียง แต่รวมถึงข้อมูลที่รวบรวมเกี่ยวกับระบบที่ล้อมรอบมันนักวิทยาศาสตร์สามารถวางอายุของโลกได้ประมาณ 4.54 พันล้านปี สำหรับการเปรียบเทียบกาแลคซีทางช้างเผือกที่มีระบบสุริยะนั้นมีอายุประมาณ 13.2 พันล้านปีในขณะที่เอกภพมีอายุถึง 13.8 พันล้านปี

อ่านเพิ่มเติม:

• ค้นหาที่ตั้งของหินที่เก่าแก่ที่สุดในสหรัฐอเมริกา
• เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับหินและแร่ธาตุที่เก่าแก่ที่สุดในโลกจากพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติอเมริกัน
• อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการกำหนดอายุของโลกจากการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐอเมริกา

บทความนี้ได้รับการปรับปรุงเมื่อวันที่ 7 กุมภาพันธ์ 2019 โดย Space.com ผู้สนับสนุน Elizabeth Howell