NASA maapealse vaatluse satelliidi - Suomi tuumaelektrijaama pardal - VIIRSi abil tehtud sinine marmor - Maa kujutis 4. jaanuaril 2012.
(Pilt: © NASA / NOAA / GSFC / Suomi tuumaelektrijaam / VIIRS / Norman Kuring)
Planeedil Maal pole sünnitunnistust selle moodustumise registreerimiseks, mis tähendab, et teadlased veetsid sadu aastaid planeedi vanuse kindlaksmääramisel. Niisiis, kui vana on Maa?
Tutvustades Maa pidevalt muutuvas maakoores asuvaid kive, aga ka Maa naabrite, nagu Kuu, kive ja külastades meteoriite, arvutasid teadlased, et Maa on 4,54 miljardit aastat vana, veavahemikuga 50 miljonit aastat.
Kui vanad teie kivid on?
Teadlased on viimase 400 aasta jooksul planeedi dateerimiseks teinud mitu katset. Nad on püüdnud ennustada vanust, lähtudes muutuvast merepinnast, ajast, mis kulus Maa või päikese käes temperatuuride jahtumiseni, ja ookeani soolsusest. Tutvumistehnoloogia arenedes osutusid need meetodid ebausaldusväärseks; näiteks näidati, et ookeani tõus ja langus on pigem pidevalt muutuv kui järk-järgult langev protsess.
Ja veel ühes katses planeedi vanuse arvutamiseks pöördusid teadlased selle pinna katvate kivide poole. Kuna aga plaaditektoonika muudab pidevalt ja uuendab koorikut, on esimesed kivimid juba ammu ringlusse võetud, sulanud ja ümber kujundatud uuteks paljanditeks.
Teadlased peavad võitlema ka probleemiga, mida nimetatakse suureks ebajärjekindluseks, kus paistab, et settekihid puuduvad (Grand Canyonis on näiteks 1,2 miljardit aastat kivimit, mida ei leita). Sellel mittevastavusel on mitu seletust; 2019. aasta alguses soovitas üks uuring, et ülemaailmne jääaeg põhjustas liustike kivisse jahvatamise, põhjustades selle lagunemise. Seejärel viskas plaatektoonika purustatud kivi Maa sisemusse tagasi, eemaldades vanad tõendid ja muutes selle uueks kivimiks.
20. sajandi alguses täpsustasid teadlased radiomeetrilise dateerimise protsessi. Varasemad uuringud on näidanud, et mõnede radioaktiivsete elementide isotoobid lagunevad ennustatava kiirusega teisteks elementideks. Olemasolevate elementide uurimisega saavad teadlased arvutada radioaktiivse elemendi algkoguse ja seega ka elementide lagunemiseni kulunud aja, mis võimaldab neil kindlaks teha kivimi vanuse.
Vanimad seni Maa peal leitud kivid on Kanada loodeosas Suure orjajärve lähedal asuv Acasta Gneiss, mis on 4,03 miljardit aastat vana. Kuid üle 3,5 miljardi aasta vanuseid kivimeid võib leida kõigil mandritel. Gröönimaal on Isua suprarustalsed kaljud (3,7–3,8 miljardit aastat vanad), samas kui Svaasimaa kivimid on 3,4–3,5 miljardit aastat. Lääne-Austraalia proovid on 3,4–3,6 miljardit aastat vanad.
Austraalia uurimisrühmad leidsid Maal vanimad mineraalterad. Nende pisikeste tsirkoonium-silikaatkristallide vanus ulatub 4,3 miljardi aastani, mis teeb neist vanimatest materjalidest, mida Maal seni on leitud. Nende lähtekivi pole veel leitud.
Kivimid ja tsirkoonid seadsid Maa vanusele madalama piiri - 4,3 miljardit aastat, sest planeet ise peab olema vanem kui miski, mis tema pinnal asub.
Kui elu tekkis, on endiselt vaielda, eriti seetõttu, et mõned varased fossiilid võivad esineda looduslike kivimivormidena. Nagu 2018. aasta uuringus teatati, on Lääne-Austraaliast leitud mõnda varasemat eluvormi; teadlased leidsid 3,4 miljardi aasta vanustest kivimitest pisikesi filamente, mis võivad olla fossiilid. Muud uuringud viitavad sellele, et elu sai alguse isegi varem. Quebeci vulkaanikivimite hematiiditorudesse võisid mikroobid kuuluda vahemikus 3,77 kuni 4,29 miljardit aastat tagasi. Gröönimaa edelaosas kive uurinud teadlased nägid ka koonusetaolisi struktuure, mis oleks võinud ümbritseda mikroobikolooniaid umbes 3,7 miljardit aastat tagasi.
Tutvuge naabritega
Püüdes Maa vanust veelgi täpsustada, hakkasid teadlased vaatama väljapoole. Päikesesüsteemi moodustanud materjal oli tolmu- ja gaasipilv, mis ümbritses noort päikest. Gravitatsiooniline interaktsioon ühendas selle materjali planeetideks ja kuudeks umbes samal ajal. Uurides Päikesesüsteemi teisi kehasid, on teadlastel võimalik rohkem teada saada planeedi varajasest ajaloost.
Maale lähim keha, Kuu, ei koge pinnamoodustumisprotsesse, mis toimuvad kogu Maa maastikul. Sellisena istuvad Kuu pinnal veel varase Kuu ajaloost pärit kivimid. Apollo ja Luna missioonidelt naasnud proovid näitasid vanust 4,4 miljardit kuni 4,5 miljardit aastat, aidates piirata Maa vanust. Kuidas Kuu moodustus, on vaidluse küsimus; kui domineeriv teooria soovitab Maasse kukkunud Marsi suuruse objekti ja killud lõpuks kuu sisse kohendada, viitavad teised teooriad, et Kuu moodustus enne Maad. [Seotud: kuidas Maa moodustati?]
Lisaks Päikesesüsteemi suurtele kehadele on teadlased uurinud väiksemaid kiviseid külastajaid, kes on Maale langenud. Meteoriidid pärinevad paljudest allikatest. Mõni on pärast vägivaldseid kokkupõrkeid teistelt planeetidelt maha visatud, teised aga varasest päikesesüsteemist allesjäänud tükid, mis ei kasvanud kunagi piisavalt suureks, et moodustada sidus keha.
Ehkki ükski kivim pole Marsilt tahtlikult tagasi tulnud, eksisteerivad proovid meteoriitide kujul, mis langesid Maale juba ammu, võimaldades teadlastel teha hinnangud kivide vanuse kohta Punasel planeedil. Mõni neist proovidest on dateeritud 4,5 miljardi aasta vanuseks, mis toetab planeedi varase moodustumise kuupäeva muid arvutusi.
Enam kui 70 Maale langenud meteoriidi vanus on arvutatud radiomeetrilise dateerimise teel. Neist vanimad on 4,4–4,5 miljardit aastat vanad.
Viiskümmend tuhat aastat tagasi heitis kosmosest alla kivi, et moodustada Arizonas Meteoriidikraater. Selle asteroidi liigid on kogutud kraatri servast ja nimetatud lähedal asuva Canyon Diablo järgi. Canyon Diablo meteoriit on oluline, kuna see esindab meteoriitide klassi, mille komponendid võimaldavad täpsemat tutvumist.
1953. aastal mõõtis California tehnoloogiainstituudi tunnustatud geokeemik Clair Cameron Patterson meteoriidi proovides pliisotoopide suhteid, mis seadsid Maa vanusele ranged piirangud. Meteoriidi proovid levivad 4,53 miljardilt 4,58 miljardi aastani. Teadlased tõlgendavad seda vahemikku kui aega, mis kulus Päikesesüsteemi väljaarenemiseks - see oli järkjärguline sündmus, mis leidis aset umbes 50 miljoni aasta jooksul.
Kasutades mitte ainult Maal asuvaid kive, vaid ka seda ümbritseva süsteemi kohta kogutud teavet, on teadlased suutnud paigutada Maa vanuseks umbes 4,54 miljardit aastat. Võrdluseks - Päikesesüsteemi sisaldav Linnutee galaktika on umbes 13,2 miljardit aastat vana, samas kui universumi enda kuupäev on 13,8 miljardit aastat.
Lisalugemist:
- Uurige välja, kus asuvad Ameerika Ühendriikide vanimad kivimid.
- Lisateavet maailma vanimate kivimite ja mineraalide kohta saate Ameerika loodusloomuuseumist.
- Maa vanuse määramise kohta saate lugeda USA geoloogiakeskusest.
Seda artiklit värskendas 7. veebruaril 2019 Space.com-i kaastöötaja Elizabeth Howell.
