지구는 몇 살입니까?

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2012 년 1 월 4 일 NASA의 지구 관측 위성 인 Suomi NPP에있는 VIIRS 기기에서 가져온 지구의 '푸른 대리석'이미지.

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

행성 지구에는 그 형성을 기록 할 출생 증명서가 없기 때문에 과학자들은 지구의 나이를 결정하기 위해 수백 년을 보냈다. 지구는 몇 살입니까?

과학자들은 지구의 끊임없이 변화하는 지각의 암석과 달과 같은 지구 이웃의 암석과 같은 운석에 연대함으로써 지구는 45 억 년 전이며 오류 범위는 5 천만 년이라고 계산했습니다.

당신의 바위는 몇 살입니까?

과학자들은 지난 400 년 동안 지구를 데이트하려고 여러 차례 시도했습니다. 그들은 해수면 변화, 지구 또는 태양이 식는 데 걸리는 시간, 기온, 바다의 염분에 따라 나이를 예측하려고 시도했습니다. 데이트 기술이 발전함에 따라이 방법들은 신뢰할 수없는 것으로 판명되었습니다. 예를 들어, 바다의 상승과 하락은 점차 감소하는 것이 아니라 끊임없이 변화하는 과정 인 것으로 나타났습니다.

그리고 행성의 나이를 계산하려는 또 다른 노력으로 과학자들은 표면을 덮고있는 바위로 돌았습니다. 그러나 판 구조론이 지속적으로 지각을 변화시키고 개조하기 때문에, 최초의 암석은 오랫동안 재활용되어 녹아내어 새로운 노두로 개편되었습니다.

과학자들은 또한 그레이트 부적합 (Great Unconformity)이라는 문제와 싸워야합니다.이 곳에서 퇴적암층이 사라진 것처럼 보입니다 (예 : 그랜드 캐년에서는 12 억 년 동안 발견 할 수없는 암석이 있습니다). 이 부적합에 대한 설명은 여러 가지가 있습니다. 2019 년 초, 한 연구에 따르면 전 세계 빙하기가 빙하가 바위로 갈아서 쇠약 해 졌다고합니다. 판 구조론은 부서진 암석을 지구 내부로 다시 던져 오래된 증거를 제거하고 새로운 암석으로 만들었습니다.

20 세기 초, 과학자들은 방사성 연대 측정 과정을 개선했습니다. 이전 연구에 따르면 일부 방사성 원소의 동위 원소가 예측 가능한 속도로 다른 원소로 붕괴되는 것으로 나타났습니다. 기존 원소를 조사함으로써 과학자들은 방사성 원소의 초기 수량과 원소가 붕괴되는 데 걸리는 시간을 계산하여 암석의 나이를 결정할 수 있습니다.

현재까지 지구상에서 가장 오래된 암석은 캐나다 북서부의 그레이트 슬레이브 호수 근처에있는 Acasta Gneiss입니다. 그러나 모든 대륙에서 35 억 년이 지난 암석을 발견 할 수 있습니다. 그린란드는 Isua supracrustal rock (37-38 억 년)을 자랑하는 반면, Swaziland의 암석은 34-35 억 년입니다. 서호주의 표본은 34 억에서 36 억 년이되었습니다.

호주의 연구 그룹은 지구상에서 가장 오래된 미네랄 곡물을 발견했습니다. 이 작은 지르코늄 실리케이트 결정의 나이는 45 억 년에 이르며 지구에서 가장 오래된 물질입니다. 그들의 원석은 아직 발견되지 않았습니다.

지구 자체는 표면에있는 것보다 나이가 많아야하기 때문에 바위와 지르콘은 지구의 나이에 45 억 년의 하한선을 설정합니다.

생명이 일어 났을 때, 특히 초기 화석이 자연적인 암석으로 보일 수 있기 때문에 여전히 논쟁의 여지가 있습니다. 2018 년 연구에서 발표 된 것처럼 가장 초기의 삶의 형태 중 일부는 호주 서부에서 발견되었습니다. 연구원들은 화석이 될 수있는 340 억 년 된 암석에서 작은 필라멘트를 발견했습니다. 다른 연구에 따르면 인생은 훨씬 더 일찍 시작되었다고합니다. 퀘벡의 화산암에있는 적철광 튜브는 377 억에서 429 억년 전에 미생물을 포함했을 수 있습니다. 그린란드 남서부의 암석을 조사한 연구원들도 약 37 억 년 전에 미생물 군집을 둘러 쌀 수있는 원추형 구조를 보았습니다.

이웃을 만나다

지구의 시대를 더 세분화하기 위해 과학자들은 바깥을보기 시작했습니다. 태양계를 형성 한 물질은 어린 태양을 둘러싸고있는 먼지와 가스의 구름이었다. 중력 상호 작용으로이 물질이 행성과 달에 거의 동시에 융합되었습니다. 과학자들은 태양계의 다른 물체를 연구함으로써 지구의 초기 역사에 대해 더 많이 알 수 있습니다.

지구에 가장 가까운 달인 달은 지구의 풍경을 가로 질러 발생하는 재 포장 과정을 경험하지 않습니다. 따라서 초기 음력의 암석은 여전히 달 표면에 있습니다. 아폴로와 루나 임무에서 반환 된 샘플은 44 억에서 45 억 년 사이의 나이를 보여 지구의 나이를 제한하는 데 도움이되었습니다. 달이 어떻게 형성되었는지는 논쟁의 문제입니다. 지배적 인 이론은 화성 크기의 물체가 지구에 충돌하고 조각이 결국 달로 합쳐지는 것을 시사하지만 다른 이론은 달이 지구보다 먼저 형성되었다고 제안합니다. [관련 : 지구는 어떻게 형성 되었습니까?]

과학자들은 태양계의 큰 몸체 외에도 지구로 떨어진 작은 바위 방문객을 연구했습니다. 운석은 다양한 출처에서 나옵니다. 일부는 격렬한 충돌 후 다른 행성에서 쫓겨나고 다른 일부는 응집체를 형성하기에 충분히 커지지 않은 초기 태양계에서 남은 덩어리입니다.

화성에서 의도적으로 암석이 반환되지는 않았지만, 오래 전에 지구에 떨어진 운석 형태로 샘플이 존재하여 과학자들이 붉은 행성에서 암석의 나이에 대한 근사치를 만들 수 있습니다. 이 표본 중 일부는 45 억 년 전으로 기록되어 초기 행성 형성 날짜의 다른 계산을 지원합니다.

지구에 떨어진 70 개 이상의 운석은 방사성 연대 측정에 의해 나이가 계산되었습니다. 이 중 가장 오래된 것은 44 억에서 45 억 사이입니다.

5 천년 전, 바위가 우주에서 내려와 애리조나에있는 유성 분화구를 형성했습니다. 그 소행성의 파편은 분화구 가장자리에서 수집되어 근처의 캐년 디아블로의 이름을 따서 명명되었습니다. 캐년 디아블로 운석은보다 정확한 연대 측정을 가능하게하는 성분을 가진 운석 등급을 나타 내기 때문에 중요합니다.

1953 년 캘리포니아 공과 대학 (California Institute of Technology)의 유명한 지구 화학자 인 클레어 카메론 패터슨 (Clair Cameron Patterson)은 지구의 나이에 엄격한 제약을 가하는 운석 샘플에서 납 동위 원소의 비율을 측정했습니다. 운석 샘플은 45 억 5 천만에서 4 천 5 백 8 십년으로 퍼져 나갔다. 과학자들은이 범위를 태양계가 진화하는 데 걸린 시간, 약 5 천만년에 걸쳐 점진적으로 일어난 사건으로 해석합니다.

지구의 암석뿐만 아니라 주변의 시스템에 관한 정보도 사용함으로써 과학자들은 지구의 나이를 약 45 억 4 천만 년으로 세울 수있었습니다. 비교하자면, 태양계를 포함하는 은하계는 약 132 억 년이 된 반면 우주 자체는 138 억 년이되었습니다.

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