Das Alter der Erde ist 4.54 ± 0.05 Milliarden Jahre Dieses Alter basiert auf Beweisen von der radiometric Altersdatierung des Meteorstein-Materials und ist mit den Altern der am ältesten bekannten Land- und Mondproben im Einklang stehend. Im Anschluss an die wissenschaftliche Revolution und die Entwicklung der radiometric Altersdatierung haben Maße der Leitung in am Uran reichen Mineralen gezeigt, dass einige über eine Milliarde Jahre waren.

Die ältesten solche Minerale analysiert bis heute - kleine Kristalle von Zirkon von den Hügeln von Jack des Westlichen Australiens - sind mindestens 4.404 Milliarden Jahre alt. Die Masse und Lichtstärke der Sonne zu den Mengen anderer Sterne vergleichend, scheint es, dass das Sonnensystem nicht viel älter sein kann als jene Felsen. Ca-Al-Rich-Einschließungen (Einschließungen, die an Kalzium und Aluminium reich sind) - die ältesten bekannten festen Bestandteile innerhalb von Meteorsteinen, die innerhalb des Sonnensystems gebildet werden - sind 4.567 Milliarden Jahre alt, ein Alter für das Sonnensystem und eine obere Grenze für das Alter der Erde gebend.

Es wird Hypothese aufgestellt, dass die Zunahme der Erde bald nach der Bildung der Ca-Al-rich Einschließungen und der Meteorsteine begonnen hat. Weil die genaue Akkretionszeit der Erde, und die Vorhersagen von der verschiedenen Akkretionsmusterreihe von einigen Millionen bis zu ungefähr 100 Millionen Jahren noch nicht bekannt ist, ist das genaue Alter der Erde schwierig zu bestimmen. Es ist auch schwierig, das genaue Alter der ältesten Felsen auf der Erde zu bestimmen, die an der Oberfläche ausgestellt ist, weil sie Anhäufungen von Mineralen von vielleicht verschiedenen Altern sind.

Entwicklung von modernen geologischen Konzepten

Studien von Schichten, der layering von Felsen und Erde, haben Naturforschern eine Anerkennung gegeben, dass Erde durch viele Änderungen während seiner Existenz gewesen sein kann. Diese Schichten haben häufig versteinerte Überreste von unbekannten Wesen enthalten, einige dazu bringend, einen Fortschritt von Organismen von der Schicht bis Schicht zu interpretieren.

Nicolas Steno (das 17. Jahrhundert) war einer der ersten Westnaturforscher, um die Verbindung zwischen dem Fossil zu schätzen, bleibt und Schichten. Seine Beobachtungen haben ihn dazu gebracht, wichtige stratigraphic Konzepte (d. h., das "Gesetz der Überlagerung" und des "Grundsatzes von ursprünglichem horizontality") zu formulieren. In den 1790er Jahren hat der britische Naturforscher William Smith dass Hypothese aufgestellt, wenn zwei Schichten des Felsens an sich weit unterscheidenden Positionen ähnliche Fossilien enthalten haben, dann war es sehr plausibel, dass die Schichten dasselbe Alter waren. Der Neffe und Student von William Smith, John Phillips, der später durch solche Mittel berechnet ist, dass Erde ungefähr 96 Millionen Jahre alt war.

Der Naturforscher Michail Lomonosov, der als der Gründer der russischen Wissenschaft betrachtet ist, die Mitte des 18. Jahrhunderts angedeutet ist, dass Erde getrennt vom Rest des Weltalls mehrere hunderttausend Jahre vorher geschaffen worden war. Die Ideen von Lomonosov waren größtenteils spekulativ, aber 1779 der französische Naturforscher hat der Comte du Buffon versucht, einen Wert für das Alter der Erde mit einem Experiment zu erhalten: Er hat einen kleinen Erdball geschaffen, der Erde in der Zusammensetzung geähnelt hat und dann seine Rate des Abkühlens gemessen hat. Das hat ihn dazu gebracht einzuschätzen, dass Erde ungefähr 75,000 Jahre alt war.

Andere Naturforscher haben diese Hypothesen verwendet, um eine Geschichte der Erde zu bauen, obwohl ihre Zeitachsen ungenau waren, weil sie nicht gewusst haben, wie lange sie dazu genommen hat, hat sich stratigraphic Schichten hingelegt. 1830 hat der Geologe Charles Lyell, im schottischen natürlichen Philosophen James Hutton gefundene Ideen entwickelnd, das Konzept verbreitet, das die Eigenschaften der Erde in der fortwährenden Änderung waren, wegfressend und unaufhörlich reformierend, und die Rate dieser Änderung grob unveränderlich war. Das war eine Herausforderung an die traditionelle Ansicht, die die Geschichte der Erde als statisch mit durch periodisch auftretende Katastrophen verursachten Änderungen gesehen hat. Viele Naturforscher waren unter Einfluss Lyells, "um uniformitarians" zu werden, wer geglaubt hat, dass Änderungen unveränderlich und gleichförmig waren.

Frühe Berechnungen

1862 hat der Physiker William Thomson (wer später Herr Kelvin geworden ist) Glasgows Berechnungen veröffentlicht, die das Alter der Erde an zwischen 20 Millionen und 400 Millionen Jahren befestigt haben.

Er hat angenommen, dass sich Erde als ein völlig geschmolzener Gegenstand geformt hatte, und die Zeitdauer bestimmt hat, die sie für die nahe Oberfläche nehmen würde, um zu seiner gegenwärtigen Temperatur kühl zu werden. Seine Berechnungen sind für Hitze nicht verantwortlich gewesen, die über den radioaktiven Zerfall (ein Prozess dann erzeugt ist, der der Wissenschaft unbekannt ist) oder Konvektion innerhalb der Erde, die mehr Hitze erlaubt, dem Interieur zu warmen Felsen in der Nähe von der Oberfläche zu entfliehen.

Geologen haben Schwierigkeiten gehabt, solch ein kurzes Alter für die Erde zu akzeptieren. Biologen konnten akzeptieren, dass Erde ein begrenztes Alter haben könnte, aber sogar 100 Millionen Jahre sind viel zu kurz geschienen, um plausibel zu sein. Charles Darwin, der die Arbeit von Lyell studiert hatte, hatte seine Theorie der Evolution von Organismen durch die Zuchtwahl, einen Prozess vorgeschlagen, dessen Kombination der zufälligen erblichen Schwankung und kumulativen Auswahl große Weiten der Zeit einbezieht. (Genetiker haben nachher die Rate der genetischen Abschweifung der Arten, mit der molekularen Uhr, bis heute der letzte universale Vorfahr aller lebenden Organismen nicht später gemessen als 3.5 zu vor 3.8 Milliarden Jahren).

In einem Vortrag 1869 hat der große Verfechter von Darwin, Thomas H. Huxley, die Berechnungen von Thomson angegriffen, vorschlagend, dass sie genau in sich geschienen sind, aber auf fehlerhaften Annahmen basiert haben. Der deutsche Physiker Hermann von Helmholtz (1856) und der kanadische Astronom Simon Newcomb (1892) haben ihre eigenen Berechnungen von 22 und 18 Millionen Jahren beziehungsweise zur Debatte beigetragen: Sie haben unabhängig die Zeitdauer berechnet, die es für die Sonne nehmen würde, um sich unten zu seinem aktuellen Diameter und Helligkeit vom Nebelfleck von Benzin und Staub zu verdichten, von dem es geboren gewesen ist. Ihre Werte waren mit den Berechnungen von Thomson im Einklang stehend. Jedoch haben sie angenommen, dass die Sonne nur von der Hitze seiner Gravitationszusammenziehung glühte. Der Prozess der Sonnenkernfusion war der Wissenschaft noch nicht bekannt.

Andere Wissenschaftler haben die Zahlen von Thomson ebenso unterstützt. Der Sohn von Charles Darwin, der Astronom George H. Darwin von der Universität des Cambridges, hat vorgeschlagen, dass Erde und Mond in ihren frühen Tagen auseinander gebrochen waren, als sie beide geschmolzen waren. Er hat die Zeitdauer berechnet, die es für die Gezeitenreibung genommen hätte, um Erde seinen aktuellen 24-stündigen Tag zu geben. Sein Wert von 56 Millionen Jahren hat zusätzliche Beweise hinzugefügt, dass Thomson auf der richtigen Spur war.

Die letzte Schätzung, die Thomson 1897 gegeben hat, war: "Dass es mehr als 20 und weniger als 40 Millionen Jahre alt, und wahrscheinlich viel etwa 20 waren als 40". 1899 und 1900, John Joly von der Dreieinigkeitsuniversität, hat Dublin die Rate berechnet, an der die Ozeane Salz von Erosionsprozessen angesammelt haben sollten und beschlossen haben, dass die Ozeane ungefähr 80 bis 100 Millionen Jahre alt waren.

Datierung von Radiometric

Übersicht

Felsen-Minerale enthalten natürlich bestimmte Elemente und nicht andere. Durch den Prozess des radioaktiven Zerfalls von radioaktiven Isotopen, die in einem Felsen vorkommen, können exotische Elemente mit der Zeit eingeführt werden. Durch das Messen der Konzentration des stabilen Endproduktes des Zerfalls, der mit Kenntnissen der Hälfte des Lebens und der anfänglichen Konzentration des verfallenden Elements verbunden ist, kann das Alter des Felsens berechnet werden. Typische radioaktive Endprodukte sind Argon vom Kalium 40 und Leitung von Uran und Thorium-Zerfall. Wenn der Felsen geschmolzen wird, wie es im Mantel der Erde geschieht, flüchten solche nichtradioaktiven Endprodukte normalerweise oder werden neu verteilt. So gibt das Alter des ältesten Landfelsens ein Minimum für das Alter der Erde, die annimmt, dass ein Felsen für den längeren nicht existiert haben kann als Erde selbst.

Mantel von Convective und Radioaktivität

1892 war Thomson Herr Kelvin in der Anerkennung seiner vieler wissenschaftlichen Ausführungen gemacht worden. Kelvin hat das Alter der Erde berechnet, indem er Thermalanstiege verwendet hat, und hat eine Schätzung von 100 Millionen Jahren erreicht. Er hat nicht begriffen, dass Erde einen hoch klebrigen flüssigen Mantel hat, und das seine Berechnung zerstört hat. 1895 hat John Perry ein Alter der Erdschätzung von 2 bis 3 Milliarden Jahren mit einem Modell eines convective Mantels und dünner Kruste erzeugt. Kelvin hat zu seiner Schätzung von 100 Millionen Jahren gehalten, und hat später die Schätzung auf ungefähr 20 Millionen Jahre reduziert.

Radioaktivität würde einen anderen Faktor in der Berechnung einführen. 1896 hat der französische Chemiker A. Henri Becquerel Radioaktivität entdeckt. 1898 haben Marie und Pierre Curie das radioaktive Element-Polonium und Radium entdeckt. 1903 haben Pierre Curie und sein Partner Albert Laborde bekannt gegeben, dass Radium genug Hitze erzeugt, um sein eigenes Gewicht im Eis in weniger als einer Stunde zu schmelzen.

Geologen haben schnell begriffen, dass die Entdeckung der Radioaktivität die Annahmen umgeworfen hat, auf denen die meisten Berechnungen des Alters der Erde basiert haben. Diese Berechnungen haben angenommen, dass sich Erde und Sonne in einer Zeit mit der Vergangenheit geformt hatten und seit dieser Zeit fest kühl geworden waren. Radioaktivität hat einen Prozess zur Verfügung gestellt, der Hitze erzeugt hat. George Darwin und Joly waren erst, um darauf auch 1903 hinzuweisen.

Erfindung der Radiometric-Datierung

Radioaktivität, die die alten Berechnungen gestürzt hatte, hat einen Bonus durch das Schaffen einer Grundlage für neue Berechnungen in der Form der Radiometric-Datierung nachgegeben.

Ernest Rutherford und Frederick Soddy, gemeinsam an der Universität von McGill arbeitend, hatten ihre Arbeit an radioaktiven Materialien fortgesetzt und beschlossen, dass Radioaktivität wegen einer spontanen Umwandlung von Atomelementen war. Im radioaktiven Zerfall zerfällt ein Element unten in einen anderen, leichteres Element, Alpha, Beta oder Gammastrahlung im Prozess veröffentlichend. Sie haben auch beschlossen, dass ein besonderes Isotop eines radioaktiven Elements in ein anderes Element an einer kennzeichnenden Rate verfällt. Diese Rate wird in Bezug auf eine "Halbwertzeit" oder die Zeitdauer gegeben, die sie Hälfte einer Masse dieses radioaktiven Materials nimmt, um unten in sein "Zerfall-Produkt" zu zerbrechen.

Einige radioaktive Materialien haben kurze Halbwertzeiten; einige haben lange Halbwertzeiten. Uran und Thorium haben lange Halbwertzeiten, und so verharren Sie auf der Kruste der Erde, aber radioaktive Elemente mit kurzen Halbwertzeiten sind allgemein verschwunden. Das hat darauf hingewiesen, dass es möglich sein könnte, das Alter der Erde durch die Bestimmung der Verhältnisverhältnisse von radioaktiven Materialien in geologischen Proben zu messen. In Wirklichkeit verfallen radioaktive Elemente in nichtradioaktive ("stabile") Elemente direkt nicht immer, statt dessen in andere radioaktive Elemente verfallend, die ihre eigenen Halbwertzeiten und so weiter haben, bis sie ein stabiles Element erreichen. Solche "Zerfall-Reihen", wie das Uran-Radium und die Thorium-Reihe, waren innerhalb von ein paar Jahren der Entdeckung der Radioaktivität bekannt, und haben eine Grundlage geschaffen, um Techniken der Radiometric-Datierung zu bauen.

Die Pioniere der Radioaktivität waren Bertram B. Boltwood, ein junger Chemiker gerade aus Yale und dem energischen Rutherford. Boltwood hatte Studien von radioaktiven Materialien als ein Berater geführt, und als Rutherford an Yale 1904 gelesen hat, wurde Boltwood angeregt, die Beziehungen zwischen Elementen in der verschiedenen Zerfall-Reihe zu beschreiben. Gegen Ende 1904 hat Rutherford den ersten Schritt zu radiometric Datierung gemacht, indem er vorgeschlagen hat, dass die durch den radioaktiven Zerfall veröffentlichten Alphateilchen in einem felsigen Material als Helium-Atome gefangen werden konnten. Zurzeit schätzte Rutherford nur auf die Beziehung zwischen Alphateilchen und Helium-Atomen, aber er würde die Verbindung vier Jahre später beweisen.

Soddy und Herr William Ramsay, dann in der Universitätsuniversität in London, hatten gerade die Rate bestimmt, an der Radium Alphateilchen erzeugt, und Rutherford vorgeschlagen hat, dass er das Alter einer Felsen-Probe bestimmen konnte, indem er seine Konzentration von Helium gemessen hat. Er hat auf einen Felsen in seinem Besitz zu einem Alter von 40 Millionen Jahren durch diese Technik datiert. Rutherford, hat geschrieben