Et 'Blue Marble' bilde av jorden tatt fra VIIRS-instrumentet ombord på NASAs jordobserverende satellitt - Suomi NPP - 4. januar 2012.
(Bilde: © NASA / NOAA / GSFC / Suomi NPP / VIIRS / Norman Kuring)
Planet Earth har ikke et fødselsattest for å registrere sin dannelse, noe som betyr at forskere brukte hundrevis av år på å kjempe for å bestemme planetenes alder. Så hvor gammel er jorden?
Ved å datere bergartene i jordas stadig skiftende skorpe, så vel som steinene i jordas naboer, for eksempel månen og besøke meteoritter, har forskere beregnet at Jorden er 4,54 milliarder år gammel, med et feilområde på 50 millioner år.
Hvor gamle er steinene dine?
Forskere har gjort flere forsøk på å date planeten de siste 400 årene. De har forsøkt å forutsi alderen basert på skiftende havnivå, tiden det tok før Jorden eller solen avkjølet til nåværende temperaturer, og saltholdigheten i havet. Etter hvert som dateteknologien utviklet seg, viste disse metodene seg upålitelige; for eksempel ble havets oppgang og fall vist en stadig endringsprosess i stedet for en gradvis synkende prosess.
Og i et annet forsøk på å beregne klodens alder vendte forskere seg mot steinene som dekker overflaten. Men fordi platetektonikk stadig endrer og gjenoppretter jordskorpen, er de første bergartene for lengst blitt resirkulert, smeltet ned og reformert til nye utmark.
Forskere må også kjempe mot et spørsmål som kalles den store uoverensstemmelsen, og det er der sedimentære bergarter ser ut til å mangle (i Grand Canyon, for eksempel, er det 1,2 milliarder år med berg som ikke kan finnes). Det er flere forklaringer på denne uoverensstemmelsen; i begynnelsen av 2019 antydet en studie at en global istid fikk isbreer til å slipe seg inn i berget, noe som fikk den til å gå i oppløsning. Platetektonikk kastet deretter den knuste berget tilbake i jordas indre, fjernet det gamle beviset og gjorde det til ny bergart.
På begynnelsen av 1900-tallet foredlet forskere prosessen med radiometrisk datering. Tidligere forskning hadde vist at isotoper av noen radioaktive elementer forfaller til andre elementer med en forutsigbar hastighet. Ved å undersøke de eksisterende elementene, kan forskere beregne den innledende mengden av et radioaktivt element, og dermed hvor lang tid det tok før elementene råtnet, slik at de kunne bestemme bergens alder.
De eldste bergartene på jorden som hittil er funnet, er Acasta Gneiss i det nordvestlige Canada nær Great Slave Lake, som er 4,03 milliarder år gammel. Men bergarter over 3,5 milliarder år kan finnes på alle kontinenter. Grønland kan skilte med Isua suprakrustalbergarter (3,7 til 3,8 milliarder år gamle), mens bergarter i Swaziland er 3,4 til 3,5 milliarder år. Prøver i Vest-Australia er mellom 3,4 og 3,6 milliarder år gamle.
Forskningsgrupper i Australia fant de eldste mineralkornene på jorden. Disse bittesmå zirkoniumsilikatkrystallene har aldre som når 4,3 milliarder år, noe som gjør dem til de eldste materialene som er funnet på jorden så langt. Deres kilderbergarter er ennå ikke funnet.
Bergartene og zirkonene setter en nedre grense for jordens alder på 4,3 milliarder år, fordi planeten selv må være eldre enn alt som ligger på overflaten.
Når livet oppsto fremdeles er under debatt, spesielt fordi noen tidlige fossiler kan vises som naturlige bergarter. Noen av de tidligste livsformene er funnet i Vest-Australia, som kunngjort i en studie fra 2018; forskerne fant små filamenter i 3,4 milliarder år gamle bergarter som kan være fossiler. Andre studier antyder at livet oppsto enda tidligere. Hematittrør i vulkansk bergart i Quebec kunne ha inkludert mikrober for mellom 3,77 og 4,29 milliarder år siden. Forskere som så på steiner i det sørvestlige Grønland, så også kjegkelignende strukturer som kunne ha omringet mikrobielle kolonier for omtrent 3,7 milliarder år siden.
Møt naboene
I et forsøk på å avgrense jordens alder ytterligere, begynte forskere å se utover. Materialet som dannet solsystemet var en sky av støv og gass som omringet den unge solen. Gravitasjonsinteraksjoner sammenkalte dette materialet i planetene og månene på omtrent samme tid. Ved å studere andre organer i solsystemet, er forskere i stand til å finne ut mer om den tidlige historien til planeten.
Månens nærmeste kropp, månen, opplever ikke overflatebehandlingsprosessene som skjer over jordas landskap. Som sådan sitter fortsatt steiner fra tidlig måneshistorie på overflaten av månen. Prøver som ble returnert fra Apollo- og Luna-oppdragene avdekket aldre mellom 4,4 og 4,5 milliarder år, noe som bidro til å begrense jordas alder. Hvordan månen dannet er et spørsmål om debatt; mens den dominerende teorien antyder at en Mars-størrelse gjenstand krasjet inn i Jorden og fragmentene til slutt koaleserte i månen, antyder andre teorier at månen dannet seg før Jorden. [Relatert: Hvordan ble jorden dannet?]
I tillegg til de store kroppene i solsystemet, har forskere studert mindre steinete besøkende som har falt til jorden. Meteoritter kommer fra en rekke kilder. Noen blir kastet fra andre planeter etter voldelige kollisjoner, mens andre er rester av biter fra det tidlige solsystemet som aldri ble stort nok til å danne et sammenhengende legeme.
Selv om ingen bergarter bevisst er blitt returnert fra Mars, eksisterer det prøver i form av meteoritter som falt til jorden for lenge siden, slik at forskere kan foreta tilnærminger om alderen til bergarter på den røde planeten. Noen av disse prøvene er datert til 4,5 milliarder år gamle, og støtter andre beregninger av datoen for tidlig planetarisk dannelse.
Mer enn 70 meteoritter som har falt til Jorden har beregnet alder ved radiometrisk datering. De eldste av disse er mellom 4,4 og 4,5 milliarder år gamle.
For femti tusen år siden kastet en stein seg ned fra verdensrommet for å danne Meteor Crater i Arizona. Skjorter av den asteroiden er blitt samlet fra kraterranden og oppkalt etter den nærliggende Canyon Diablo. Canyon Diablo-meteoritten er viktig fordi den representerer en klasse av meteoritter med komponenter som gir mulighet for mer presis datering.
I 1953 målte Clair Cameron Patterson, en kjent geokjemist ved California Institute of Technology, forholdstall mellom blyisotoper i prøver av meteoritten som satte strenge begrensninger for jordas alder. Prøver av meteoritten viser en spredning fra 4,53 milliarder til 4,58 milliarder år. Forskere tolker dette området som tiden det tok for solsystemet å utvikle seg, en gradvis hendelse som fant sted i omtrent 50 millioner år.
Ved å bruke ikke bare steinene på jorden, men også informasjon samlet om systemet som omgir den, har forskere kunnet plassere jordas alder på omtrent 4,54 milliarder år. Til sammenligning er Melkeveis galaksen som inneholder solsystemet omtrent 13,2 milliarder år gammel, mens universet selv er datert til 13,8 milliarder år.
Videre lesning:
- Finn ut hvor de eldste steinene i USA ligger.
- Lær mer om de eldste bergarter og mineraler i verden fra American Natural History Museum.
- Les mer om å bestemme jordens alder fra U.S. Geological Survey.
Denne artikkelen ble oppdatert 7. februar 2019 av Space.com-bidragsyter Elizabeth Howell.
