Dựa vào đâu để xác định tuổi của trai

Tuổi của Trái Đất tính đến hiện tại được ước tính là 4,54 ± 0.05 tỉ năm (4,54 × 109 năm ± 1%).[1][2][3][4] Giá trị này được xác định bằng phương pháp định tuổi bằng đồng vị phóng xạ cho các thiên thạch dạng chondrit, và cho vật liệu có tuổi cổ nhất trên Trái Đất đã được biết đến, cũng như các mẫu trên Mặt Trăng.

Dựa vào đâu để xác định tuổi của trai

William Thomson (Lord Kelvin)

Năm 1862, nhà vật lý học William Thomson đã tính toán tuổi của Trái Đất vào khoảng 20 đến 400 triệu năm.[17][18] Ông giả định rằng Trái Đất được hình thành từ một vật thể hoàn toàn nóng chảy, và xác định rằng nó cần một khoảng thời gian để lớp gần bề mặt nó nguội lạnh như hiện nay. Các tính toán của ông không tính đến nhiệt sinh ra từ hoạt động phân rã phóng xạ hay sự đối lưu bên trong Trái Đất, các quá trình này cho phép nhiệt thóa ra nhiều hơn từ bên trong lòng đất để nung nóng các đá gần bề mặt.[17]

Các nhà địa chất học như Charles Lyell không đồng tình với tuổi của Trái Đất ngắn như thế. Còn các nhà sinh học, thậm chí cho rằng 100 triệu năm còn quá ngắn để chấp nhận được. Trong thuyết tiến hóa của Charles Darwin, quá trình biến đổi di truyền ngẫu nhiên với sự chọn lọc tự nhiên tích lũy cũng cần khoảng thời gian dài. (Theo sinh học hiện đại, tổng thời gian tiến hóa từ khi bắt đầu sự sống đến ngày nay mất 3,5 đến 3,8 tỉ năm, là khoảng thời gian đã qua kể từ khi tổ tiên của tất cả sự sống được ghi nhận qua việc xác định niên đại địa chất.[19])

Trong một bài giảng năm 1869, Thomas H. Huxley, cho rằng tính toán của Thomson là chính xác như dựa trên giả định sai. Nhà vật lý học Hermann von Helmholtz (năm 1856) và nhà thiên văn học Simon Newcomb (năm 1892) đã đưa ra hai giá trị tuổi theo cách tính của họ lần lượt là 22 và 18 triệu năm: họ tính toán một cách độc lập thời gian cần để Mặt Trời co lại đến kích thước (bán kính) và độ sáng hiện tại từ tinh vân khí và bụi khi nó được hình thành.[20] Các giá trị của họ phù hợp với tính toán của Thomson. Tuy nhiên, họ giả định rằng Mặt Trời chỉ phát sáng từ sự co hấp dẫn. Quá trình tổng hợp hạt nhân này của Mặt Trời đã chưa được khoa học biết đến vào thời điểm đó.

Các nhà khoa học khác cũng sử dụng số liệu của Thomson. Con của Charles Darwin, nhà thiên văn học George H. Darwin, cho rằng Trái Đất và Mặt Trăng bị tách ra vào thời điểm hình thành khi đó cả hai đề nóng chảy. Ông tính thời gian cần để cho ma sát thủy triều đối với Trái Đất hiện tại là 24 giờ. Giá trị ông đưa ra là 56 triệu năm đã bổ sung thêm bằng chứng rằng Thomson đã đi đúng hướng.[20]

Giá trị ước tính cuối cùng của Thomson đưa ra năm 1897 là: "Trái Đất có tuổi hơn 20 và nhỏ hơn 40 triệu năm, và có thể nó gần với giá trị 20 hơn 40".[21] Năm 1899 và 1900, John Joly đã tính toán tốc độ các đại dương tích tụ muối từ các quá trình xói mòn, và xác định rằng các đại dương có tuổi khoảng 80 đến 100 triệu năm.[20].

Định tuổi bằng đồng vị phóng xạSửa đổi

Định tuổi bằng đồng vị phóng xạ dùng cho xác định tuổi tuyệt đối (tuổi tính theo độ dài năm thiên văn hiện tại) các loại đá, dựa theo hiện tượng khi đá hóa rắn thì nó chốt lại trong khối các đồng vị phóng xạ, và sản phẩm phân rã không bị thoát mất. Tỷ lệ các đồng vị sản phẩm phản ánh độ dài thời gian từ khi hóa rắn đến nay. Tùy theo giá trị tuổi chờ đợi mà chọn đồng vị đặc trưng dùng cho đo đạc và tính toán.

Để xác định tuổi Trái Đất thì định tuổi bằng đồng vị phóng xạ thực hiện cho đá cổ nhất của Trái Đất được tìm thấy, và đặc biệt là loại thiên thạch gọi là chondrit. Chondrit được hình thành khi nhiều loại bụi và hạt nhỏ đã có mặt từ đầu trong hệ Mặt trời, tụ lại tạo thành các tiểu hành tinh cổ xưa, nhưng là loại tích tụ có kích thước đủ nhỏ để không ở trạng thái tan chảy. Nó được coi là "trầm tích vũ trụ", chốt lại trong nó thông tin về lúc hình thành hệ Mặt trời. Những va chạm đã đẩy các mảnh của tiểu hành tinh chondritic đến Trái Đất, và cỡ 86% thiên thạch thu được ở mặt đất là chondrit [22][23].

Nhà địa chất học Clair Patterson là người đầu tiên xác định tuổi Trái Đất với kết quả tin cậy. Sau 6 năm miệt mài nghiên cứu, ông đã có điều kiện để đo đạc lượng chì và urani có trong mẫu thiên thạch sắt và tính ra được tuổi thực của Trái Đất. Kết quả của ông khá chính xác. Hành tinh của chúng ta đã được 4,5 tỉ năm tuổi.

Ngày nay phép định tuổi theo 206Pb/204Pb cho chondrit cho ra tuổi 4566,6 ± 1,0 Ma (triệu năm) [24], phù hợp với các kết quả định tuổi khác, và được coi là giá trị cao nhất của tuổi các hành tinh, do các hành tinh cần thời gian dài hơn để tích tụ.

Tham khảoSửa đổi

  1. ^ “Age of the Earth”. U.S. Geological Survey. 1997. Lưu trữ bản gốc ngày 23 tháng 12 năm 2005. Truy cập ngày 10 tháng 1 năm 2006.
  2. ^ Dalrymple, G. Brent (2001). “The age of the Earth in the twentieth century: a problem (mostly) solved”. Special Publications, Geological Society of London. 190 (1): 205–221. Bibcode:2001GSLSP.190..205D. doi:10.1144/GSL.SP.2001.190.01.14. S2CID130092094.
  3. ^ Manhesa, Gérard; Allègre, Claude J.; Dupréa, Bernard & Hamelin, Bruno (1980). “Lead isotope study of basic-ultrabasic layered complexes: Speculations about the age of the earth and primitive mantle characteristics”. Earth and Planetary Science Letters. 47 (3): 370–382. Bibcode:1980E&PSL..47..370M. doi:10.1016/0012-821X(80)90024-2.
  4. ^ Braterman, Paul S. (2013). “How Science Figured Out the Age of Earth”. Scientific American. Lưu trữ bản gốc ngày 12 tháng 4 năm 2016.
  5. ^ Boltwood, B. B. (1907). “On the ultimate disintegration products of the radio-active elements. Part II. The disintegration products of uranium”. American Journal of Science. 23: 77–88.
    For the abstract, see: Chemical Abstracts. New York, London: American Chemical Society. 1907. tr.817. Truy cập ngày 19 tháng 12 năm 2008.
  6. ^ Wilde, S. A.; Valley, J. W.; Peck, W. H.; Graham C. M. (ngày 11 tháng 1 năm 2001). “Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago”. Nature. 409: 175–178. doi:10.1038/35051550.Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách tác giả (liên kết)
  7. ^ Valley, John W.; Peck, William H.; Kin, Elizabeth M. (1999). “Zircons Are Forever” (PDF). The Outcrop, Geology Alumni Newsletter. University of Wisconsin-Madison. tr.34–35. Truy cập ngày 22 tháng 12 năm 2008.Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách tác giả (liên kết)
  8. ^ Wyche, S.; Nelson, D. R.; Riganti, A. (2004). “4350–3130 Ma detrital zircons in the Southern Cross Granite–Greenstone Terrane, Western Australia: implications for the early evolution of the Yilgarn Craton”. Australian Journal of Earth Sciences. 51 (1): 31–45. doi:10.1046/j.1400-0952.2003.01042.x.Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách tác giả (liên kết)
  9. ^ Amelin, Y; Krot, An; Hutcheon, Id; Ulyanov, Aa (2002). “Lead isotopic ages of chondrules and calcium-aluminum-rich inclusions”. Science (New York, N.Y.). 297 (5587): 1678–83. doi:10.1126/science.1073950. ISSN0036-8075. PMID12215641.Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách tác giả (liên kết)
  10. ^ Baker, J.; Bizzarro, M.; Wittig, N.; Connelly, J.; Haack, H. (ngày 25 tháng 8 năm 2005). “Early planetesimal melting from an age of 4.5662 Gyr for differentiated meteorites”. Nature. 436: 1127–1131. doi:10.1038/nature03882.Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách tác giả (liên kết)
  11. ^ Bowring, Samuel A.; Williams, Ian S. (1999). “Priscoan (4.00-4.03Ga) orthogneisses from northwestern Canada”. Contributions to Mineralogy and Petrology. 134 (1): 3–16. Bibcode:1999CoMP..134....3B. doi:10.1007/s004100050465.Quản lý CS1: nhiều tên: danh sách tác giả (liên kết)
  12. ^ Lyell, Charles, Sir (1866). Elements of Geology; or, The Ancient Changes of the Earth and its Inhabitants as Illustrated by Geological Monuments . New York: D. Appleton and company. Truy cập ngày 19 tháng 12 năm 2008.
  13. ^ a b Stiebing, William H. (1994). Uncovering the Past. Oxford University Press US. ISBN0-19-508921-9.
  14. ^ a b Brookfield, Michael E. (2004). Principles of Stratigraphy. Blackwell Publishing. tr.116. ISBN1-4051-1164-X.
  15. ^ Fuller, J. G. C. M. (ngày 17 tháng 7 năm 2007). “Smith's other debt, John Strachey, William Smith and the strata of England 1719–1801”. Geoscientist. The Geological Society. Bản gốc lưu trữ ngày 24 tháng 11 năm 2008. Truy cập ngày 19 tháng 12 năm 2008.
  16. ^ Burchfield, Joe D. (1998). “The age of the Earth and the invention of geological time”. Geological Society, London, Special Publications. 143 (1): 137–143. Bibcode:1998GSLSP.143..137B. doi:10.1144/GSL.SP.1998.143.01.12.
  17. ^ a b England, P.; Molnar, P.; Righter, F. (tháng 1 năm 2007). “John Perry's neglected critique of Kelvin's age for the Earth: A missed opportunity in geodynamics”. GSA Today. 17 (1): 4–9. doi:10.1130/GSAT01701A.1.
  18. ^ Dalrymple (1994) pp. 14–17, 38
  19. ^ Borenstein, Seth (ngày 13 tháng 11 năm 2013). “Oldest fossil found: Meet your microbial mom”. Excite. Yonkers, NY: Mindspark Interactive Network. Associated Press. Truy cập ngày 2 tháng 3 năm 2015.)
  20. ^ a b c Dalrymple (1994) pp. 14–17
  21. ^ Dalrymple (1994) pp. 14, 43
  22. ^ Calvin J. Hamilton (Translated from English by Antonio Bello). “Meteoroides y Meteoritos” (bằng tiếng Tây Ban Nha). Truy cập ngày 18 tháng 4 năm 2009.
  23. ^ Bischoff, A.; Geiger, T. (1995). “Meteorites for the Sahara: Find locations, shock classification, degree of weathering and pairing”. Meteoritics. 30 (1): 113–122. Bibcode:1995Metic..30..113B. doi:10.1111/j.1945-5100.1995.tb01219.x. ISSN0026-1114.
  24. ^ Amelin, Yuri; Krot, Alexander (2007). “Pb isotopic age of the Allende chondrules”. Meteoritics & Planetary Science. 42 (7/8): 1043–1463. Bibcode:2007M&PS...42.1043F. doi:10.1111/j.1945-5100.2007.tb00559.x. Truy cập ngày 13 tháng 7 năm 2009.

Đọc thêmSửa đổi

  • Baadsgaard, H.; Lerbekmo, J.F.; Wijbrans, J.R., 1993. Multimethod radiometric age for a bentonite near the top of the Baculites reesidei Zone of southwestern Saskatchewan (Campanian-Maastrichtian stage boundary?). Canadian Journal of Earth Sciences, quyển 30, tr.769–775.
  • Baadsgaard, H. and Lerbekmo, J.F., 1988. A radiometric age for the Cretaceous-Tertiary boundary based on K-Ar, Rb-Sr, and U-Pb ages of bentonites from Alberta, Saskatchewan, and Montana. Canadian Journal of Earth Sciences, quyển 25, tr.1088–1097.
  • Eberth, D.A. và Braman, D., 1990. Stratigraphy, sedimentology, and vertebrate paleontology of the Judith River Formation (Campanian) near Muddy Lake, west-central Saskatchewan. Bulletin of Canadian Petroleum Geology, quyển.38, số 4, tr.387–406.
  • Goodwin, M.B. and Deino, A.L., 1989. The first radiometric ages from the Judith River Formation (Upper Cretaceous), Hill County, Montana. Canadian Journal of Earth Sciences, quyển 26, tr.1384–1391.
  • Gradstein, F. M.; Agterberg, F.P.; Ogg, J.G.; Hardenbol, J.; van Veen, P.; Thierry, J. và Zehui Huang., 1995. A Triassic, Jurassic and Cretaceous time scale. IN: Bergren, W. A.; Kent, D.V.; Aubry, M-P. và Hardenbol, J. (tác giả), Geochronology, Time Scales, and Global Stratigraphic Correlation. Society of Economic Paleontologists and Mineralogists, Special Publication số 54, tr.95–126.
  • Harland, W.B., Cox, A.V.; Llewellyn, P.G.; Pickton, C.A.G.; Smith, A.G.; và Walters, R., 1982. A Geologic Time Scale: 1982 edition. Nhà in Đại học Cambridge: Cambridge, 131tr.
  • Harland, W.B.; Armstrong, R.L.; Cox, A.V.; Craig, L.E.; Smith, A.G.; Smith, D.G., 1990. A Geologic Time Scale, 1989 edition. Nhà in Đại học Cambridge: Cambridge, tr.1–263. ISBN 0-521-38765-5
  • Harper, C.W., Jr., 1980. Relative age inference in paleontology. Lethaia, quyển 13, tr.239–248.
  • Lubenow, M.L., 1992. Bones of Contention: A Creationist Assessment of Human Fossils. Baker Book House: Grand Rapids.
  • Obradovich, J.D., 1993. A Cretaceous time scale. IN: Caldwell, W.G.E. và Kauffman, E.G. (eds.). Evolution of the Western Interior Basin. Geological Association of Canada, Special Paper 39, tr.379–396.
  • Palmer, Allison R. (compiler), 1983. The Decade of North American Geology 1983 Geologic Time Scale. Geology, quyển 11, tr.503–504. Ngày 12 tháng 9 năm 2004.
  • Powell, James Lawrence, 2001, Mysteries of Terra Firma: the Age and Evolution of the Earth, Simon & Schuster, ISBN 0-684-87282-X

Xem thêmSửa đổi

  • Tuổi của vũ trụ
  • Địa thời học
  • Lịch sử Trái Đất
  • Đá cổ nhất
  • Định tuổi bằng đồng vị phóng xạ
  • Tiền Cambri
  • Lịch sử tự nhiên

Liên kết ngoàiSửa đổi

  • TalkOrigins.org[liên kết hỏng]
  • Vectorsite.net – Initial version of this article was based on a public domain text by Greg Goebel
  • USGS preface on the Age of the Earth
  • NASA exposition on the age of Martian meteorites
  • "Aging the Earth", BBC Radio 4 In Our Time series, 2003