Et 'Blue Marble' billede af Jorden taget fra VIIRS instrumentet ombord på NASAs jordobserverende satellit - Suomi NPP - den 4. januar 2012.
(Billede: © NASA / NOAA / GSFC / Suomi NPP / VIIRS / Norman Kuring)
Planet Earth har ikke et fødselsattest for at registrere dens dannelse, hvilket betyder, at forskere har brugt hundreder af år med at kæmpe for at bestemme planetens alder. Så hvor gammel er Jorden?
Ved at datere klipperne i Jordens stadigt skiftende skorpe såvel som klipperne i Jordens naboer, såsom månen og besøgende meteoritter, har forskere beregnet, at Jorden er 4,54 milliarder år gammel med et fejlinterval på 50 millioner år.
Hvor gamle er dine klipper?
Forskere har gjort flere forsøg på at datere planeten i de sidste 400 år. De har forsøgt at forudsige alderen baseret på skiftende havniveau, den tid det tog for Jorden eller solen at køle ned til de nuværende temperaturer og saltets saltvand. Efterhånden som dateteknologien udviklede sig, viste disse metoder sig upålidelige; for eksempel blev havets stigning og fald vist som en stadigt skiftende proces snarere end en gradvis faldende.
Og i en anden indsats for at beregne planetens alder vendte forskere sig mod klipperne, der dækker dens overflade. Fordi pladetektonik konstant ændrer og genopretter skorpen, er de første klipper længe siden blevet genanvendt, smeltet ned og reformeret til nye outcrops.
Videnskabsfolk skal også kæmpe for et spørgsmål kaldet den store uoverensstemmelse, som er, hvor sedimentære lag af sten ser ud til at mangle (i Grand Canyon, for eksempel, der er 1,2 milliarder år med sten, der ikke kan findes). Der er flere forklaringer på denne uoverensstemmelse; i begyndelsen af 2019 antydede en undersøgelse, at en global istid fik gletsjere til at slibe ned i klippen, hvilket fik den til at gå i stykker. Pladetektonik kastede derefter den knuste klippe tilbage i det indre af Jorden, fjernede det gamle bevis og gjorde det til ny klippe.
I det tidlige 20. århundrede forfinede forskere processen med radiometrisk datering. Tidligere forskning havde vist, at isotoper af nogle radioaktive elementer forfalder til andre elementer med en forudsigelig hastighed. Ved at undersøge de eksisterende elementer kan videnskabsmænd beregne den oprindelige mængde af et radioaktivt element, og dermed hvor lang tid det tog, før elementerne blev henfaldet, hvilket giver dem mulighed for at bestemme klippens alder.
De ældste klipper på Jorden fundet til dato er Acasta Gneiss i det nordvestlige Canada nær Great Slave Lake, som er 4,03 milliarder år gammel. Men klipper ældre end 3,5 milliarder år kan findes på alle kontinenter. Grønland kan prale af Isua supracrustal klipper (3,7 til 3,8 milliarder år gamle), mens klipper i Swaziland er 3,4 til 3,5 milliarder år. Prøver i Vest-Australien løber fra 3,4 til 3,6 milliarder år gamle.
Forskningsgrupper i Australien fandt de ældste mineralkorn på Jorden. Disse små zirkoniumsilikatkrystaller har aldre, der når op til 4,3 milliarder år, hvilket gør dem til de ældste materialer, der er fundet på Jorden indtil videre. Deres kilde klipper er endnu ikke fundet.
Klipperne og zirkonerne satte en nedre grænse for jordens alder på 4,3 milliarder år, fordi planeten selv skal være ældre end alt, hvad der ligger på dens overflade.
Når livet opstod er stadig under debat, især fordi nogle tidlige fossiler kan fremstå som naturlige klippeformer. Nogle af de tidligste livsformer er fundet i det vestlige Australien, som det blev annonceret i en 2018-undersøgelse; forskerne fandt små filamenter i 3,4-milliarder år gamle klipper, der kunne være fossiler. Andre undersøgelser antyder, at livet stammer endnu tidligere. Hæmatitrør i vulkansk sten i Quebec kunne have inkluderet mikrober mellem 3,77 og 4,29 milliarder år siden. Forskere, der kiggede på klipper i det sydvestlige Grønland, så også kegellignende strukturer, der kunne have omringet mikrobielle kolonier for omkring 3,7 milliarder år siden.
Mød naboerne
I et forsøg på at forfine Jordens alder yderligere, begyndte forskere at se udad. Materialet, der dannede solsystemet, var en sky af støv og gas, der omringede den unge sol. Gravitationsinteraktioner koalescerede dette materiale ind i planeter og måner på omtrent samme tid. Ved at studere andre organer i solsystemet er forskere i stand til at finde ud af mere om den tidlige historie på planeten.
Månens nærmeste krop, månen, oplever ikke genoplivningsprocesserne, der finder sted på tværs af Jordens landskab. Som sådan sidder klipper fra den tidlige måneshistorie stadig på overfladen af månen. Prøver, der blev returneret fra Apollo- og Luna-missionerne, afslørede aldre mellem 4,4 og 4,5 milliarder år, hvilket bidrog til at begrænse Jordens alder. Hvordan månen dannet er et spørgsmål om debat; mens den dominerende teori antyder, at et objekt i Mars-størrelse styrtede ned på Jorden, og fragmenterne til sidst samles sammen i månen, antyder andre teorier, at månen dannede sig før Jorden. [Relateret: Hvordan blev jorden dannet?]
Foruden de store organer i solsystemet har forskere undersøgt mindre stenede besøgende, der er faldet til Jorden. Meteoritter springer fra forskellige kilder. Nogle er kastet fra andre planeter efter voldelige kollisioner, mens andre er rester af bidder fra det tidlige solsystem, der aldrig blev store nok til at danne et sammenhængende legeme.
Selvom ingen bevidst er blevet returneret fra Mars, findes der prøver i form af meteoritter, der faldt til Jorden for længe siden, hvilket gør det muligt for forskere at foretage tilnærmelser omkring klippernes alder på den røde planet. Nogle af disse prøver er dateret til 4,5 milliarder år gamle, hvilket understøtter andre beregninger af datoen for den tidlige planetdannelse.
Mere end 70 meteoritter, der er faldet til Jorden, har deres aldre beregnet ved radiometrisk datering. Den ældste af disse er mellem 4,4 og 4,5 milliarder år gamle.
For 50.000 år siden kastede en klippe ned fra rummet for at danne Meteor Crater i Arizona. Skærme af den asteroide er blevet samlet fra kraterranden og opkaldt efter den nærliggende Canyon Diablo. Canyon Diablo-meteoritten er vigtig, fordi den repræsenterer en klasse af meteoritter med komponenter, der muliggør en mere præcis datering.
I 1953 målte Clair Cameron Patterson, en berømt geochemist ved Californien Institut for Teknologi, forhold mellem blyisotoper i prøver af meteoritten, der satte stramme begrænsninger for Jordens alder. Prøver af meteoritten viser en spredning fra 4,53 milliarder til 4,58 milliarder år. Forskere fortolker dette interval som den tid det tog, før solsystemet udviklede sig, en gradvis begivenhed, der fandt sted i cirka 50 millioner år.
Ved ikke kun at bruge klipperne på Jorden, men også information indsamlet om systemet, der omgiver den, har forskere været i stand til at placere Jordens alder på cirka 4,54 milliarder år. Til sammenligning er Melkevejsgalaksen, der indeholder solsystemet, cirka 13,2 milliarder år gammel, mens universet selv er dateret til 13,8 milliarder år.
Yderligere læsning:
- Find ud af, hvor de ældste klipper i USA er placeret.
- Lær mere om de ældste klipper og mineraler i verden fra American Natural History Museum.
- Læs mere om bestemmelse af jordens alder fra U.S. Geological Survey.
Denne artikel blev opdateret 7. februar 2019 af Space.com-bidragyder Elizabeth Howell.
