زمين ما چند ساله است؟

آريا- دانشمندان و زمين شناسان همواره به دنبال تخمين سن زمين بوده و هستند، روش هاي نوين و متفاوت هر روز اطلاعات جديدي درباره کره خاکي و تارخ پيدايش عالم به دست مي دهد. از روزي که انسان براي نخستين بار شروع به نوشتن افکار خود کرد، پيوسته نگران موقعيت خود در عالم لايتناهي بوده است، ليکن تا سال 1788 و نوشته‌هاي «جيمز هاتن» ، مفهوم زمان تقريبا نامحدود ، تنها براي انسان داراي معنا بود و زمين صرفا در يک چارچوب موقتي مورد نظر قرار مي‌گرفت، در انديشه انسان قرون وسطي، زمين از نظام بسته‌اي تشکيل مي‌شد که از آغاز آن چندان وقتي نمي‌گذشت و عاقبت آن هم چندان دور نبود. تاريخچه تخمين عمر زمين از آنجايي که زمان غير قابل لمس است، تصور ابعاد زمان نياز به بصيرت ذهني داشت که طبيعت ‌گرايان قرن هفدهم قادر به پذيرش آن نبودند، بنابراين نگرش قرون وسطايي کوتاه بودن زمان دنيوي همچنان باقي ماند، محققين مسيحي آن زمان بطور کلي مي‌پنداشتند که سن زمين در حدود 6000 سال است، رقمي که بر اساس قبول نوشته‌هاي باستاني عبراني قرار است. سير تحولي و رشد تخمين عمر زمين از مدتهاي بسيار طولاني فکر دانشمندان را به خود مشغول کرده بود، دانشمندان مختلف سعي داشتند با روش هاي مختلفي سن کره زمين را تخمين بزنند که از آن جمله مي‌توان تخمين عمر زمين را بر اساس شوري آب اقيانوس ها و محاسبه ميزان رسوبگذاري ذکر کرد، در سال 1897، فيزيکدان معروف «لرد کلوين» (Lord Kelvin) قدمت و عمر زمين را به اين صورت تعريف نمود که زمين در ابتدا به حالت مذاب بوده و بعد سرد شده است، وي همچنين اظهار نظريه‌هايي را بر اساس فرضيه‌هايي در مورد منشأ و مبدا حرارت خورشيد به عمل آورد و ادعا کرد زمين سني در حدود 20 الي 40 ميليون سال دارد. در اوايل قرن بيستم ، «رادرفورد» (Ruther Ford) و «هولمز» (Holmes) در انگليس و «بولتوود» (Boltwood) در آمريکا دريافتند که تجزيه عناصر ناپايدار جهت توليد ايزوتوپ هاي راديوژنيک مي‌توانند براي تعيين سن کاني ها و سنگ هاي پوسته کره زمين مورد استفاده قرار گيرند، ولي روش ها و تکنيک هاي تحليلي در آن زمان آنقدر دقيق نبود که بتواند مقدار ايزوتوپ هاي راديوژنيک موجود در سنگ ها را تعيين نمايد و در نتيجه منحصرا بعد از سال 1950 که اسپکترومتر (Spectrometer) اختراع گرديد، تعيين سن سنگ ها به طريق ايزوتوپي معمول گرديد از اين مقاله سعي مي‌شود تا روش هايي را که از ابتدا براي برآورد عمر زمين مورد استفاده قرار گرفته، مورد بحث قرار دهيم و در نهايت به روشي که امروزه استفاده مي‌شود و دقيقتر است، اشاره کنيم. تخمين عمر زمين بر اساس شوري آب اقيانوسها در سال 1715 «ادموند هالي» (Edmond Halley)، منجم انگليسي، اين مطلب را پيش کشيد که سن زمين را مي‌توان از روي مقدار شوري آب اقيانوس ها محاسبه کرد. عملا نقشه اين بود که مقدار شوري آب درياها را با دقت تمام محاسبه و سپس عمل را ده سال بعد تکرار کنند، با محاسبه مقدار ازدياد شوري آب در هر ده سال مي‌توان زمان لازم براي تحصيل شوري آب فعلي را از آب هاي شيرين اوليه بدست آورد و اگر هم چنين آزمايشي انجام شده باشد، هيچ ازديادي در شوري آب اقيانوس ها ديده نشد. در اواخر قرن نوزدهم بعضي محققان با تجديد نظر در روش فوق و با تجزيه شيميايي آب رودخانه‌ها، مقدار سديم اضافه شده به درياها در هر سال توسط رودخانه‌هاي دنيا را محاسبه کردند، با دانستن حجم تقريبي آب اقيانوس هاي امروزي و فرض اينکه آب اقيانوس هاي اوليه شيرين بوده است و ميزان ازدياد سديم توسط رودخانه‌هاي امروزي ميانگيني براي تمام زمان زمين شناسي است، آنها زمان لازم براي تحصيل غلظت سديم و شوري امروزي را محاسبه کردند. سرانجام نتيجه‌گيري کردند که از روز اولي که آب براي نخستين بار بر روي سطح زمين متراکم شد، 90 ميليون سال مي‌گذرد، امروزه ما مي‌دانيم که تخمين هالي از سن اقيانوس هاي زمين به مراتب کمتر سن واقعي آنهاست و دليل عمده آن هم اين است که او تعويض سديمي را که ميان آب دريا و سنگ هاي پوسته کره زميني صورت مي‌گيرد، بسيار ناچيز مي‌پنداشت. تخمين عمر زمين بر اساس ميزان رسوبگذاري هر که سنگ هاي رسوبي را مطالعه کرده باشد، مي‌داند که طبقه‌اي ضخيم از ماسه سنگ مي‌تواند در عرض يک روز ته‌نشين شود يا لايه نازک گل رسي که روي آن قرار مي‌گيرد، ممکن است براي ته‌نشين شدن به 100 سال زمان نياز داشته باشد و سطح طبقه بندي ميان آن ها ممکن است نماينده مدت زماني بيش از مجموع آن ها باشد. براي ضخامت معيني از طبقات رسوبي ميانگيني براي ميزان رسوبگذاري وجود دارد، اگر تغييرات مهمي در شرايط محيط رسوبي رخ ندهد و فرسايش نيز در امر رسوبگذاري وقفه ايجاد نکند، ضخامت طبقات کم و بيش متناسب با زمان سپري شده خواهد بود. زمين شناسان اواخر قرن نوزدهم تصور مي‌کردند که مي‌توانند در صورت تخمين ميزان ته‌نشست در محيط هاي رسوبي امروزي، زمان مشخص شده توسط واحدهاي سنگ هاي قديمي مشابه را نيز معين کنند، آن ها همچنين تصور مي‌کردند که در صورت تعيين ضخامت کل طبقات رسوب کرده در گذشته، خواهند توانست کل زمان زمين شناسي طي شده را تخمين بزنند. تخمين عمر زمين بر اساس سرد شدن کره زمين در بسياري مناطق درجه حرارت معادن عميق ازدياد محسوس و يکنواختي را بر حسب ازدياد عمق نشان مي‌دهد، اين افزايش حرارت نشان مي‌دهد که دما از درون گرم زمين به طرف قسمت سرد خارجي آن جريان دارد و از پوسته زمين متصاعد مي‌شود. اين اتلاف گرما قابل اندازه گيري است و منطق « کلوين » (Kelvin) استدلال مي‌کرد که اگر زمين با از دست دادن حرارت، تدريجا در حال خنک شدن است، پس در زمان گذشته مي‌بايست گرمتر بوده باشد، کلوين اين پديده را به صورت اتلاف حرارت از يک حالت مذاب اوليه در نظر گرفته بود و با مطالعه ميزان جريان حرارت امروزي نشان داد که از نظر زمان زمين شناسي، مسلما مدت زيادي از زماني که زمين در حالت مذاب بوده، نگذشته است. اين زمان ظاهري تبلور پوسته جامد زمين، حداکثر قدرت ممکن را براي حيات، آنگونه که ما مي‌شناسيم، مشخص کرد و عدم دسترسي به جزئيات مربوط به نقطه ذوب سنگ ها و هدايت گرما تحت شرايط حرارت و فشار زياد، مانع ارزيابي دقيق زمان تبلور مي‌شد، لکن مدت تعيين شده بسيار کم بود، بر اين اساس زماني که کلوين به دست آورده بود، 100 ميليون سال بود. مواد راديواکتيو بعضي از مواد معدني داراي خاصيت راديواکتيو هستند، بدين معني که از خود سه نوع اشعه خارج مي‌سازند، اشعه خارج شده يا داراي بار الکتريکي مثبت است، که در اين صورت به نام پرتو آلفا خوانده مي‌شود و يا داراي بار اکتريکي منفي است که اشعه بتا خوانده مي‌شود و نوع سوم اشعه که نزديک به اشعه ايکس است، از نظر الکتريکي خنثي است و به نام اشعه گاما خوانده مي‌شود که در اثر صدور اين ذرات، به مرور جسم به مواد ديگر تبديل مي‌شود. مدت زماني را که جهت نصف شدن اتم هاي اوليه لازم است، به نام زمان نيم عمر مي‌خوانند، زمان نيم عمر اجسام مختلف، متفاوت است و از چند ثانيه تا چند ميليارد سال تغيير مي‌کند، سنگ هاي تشکيل دهنده زمين معمولا حاوي يک يا چند ماده راديواکتيو نظير اورانيوم، راديوم، توريوم و پتاسيم و... هستند. با در دست داشتن سرعت تجزيه و اندازه گيري مقدار اوليه و ماده تبديل شده موجود در نمونه، مي‌توان زماني را که از تجزيه نمونه مي‌گذرد، بدست آورد و بر اساس همين روش است که سن زمين تعيين شده است. تخمين سن زمين بر اساس سنگهاي آسماني قسمت اعظم و در ضمن قديمي ترين بخش تاريخ زمين شناسي را بخش پرکامبرين تشکيل مي‌دهد که معمولا از نظر سنگ شناسي مشخص است و مي‌توان سنگهاي متعلق به آن را را تشخيص داد، آزمايشات مختلف بر روي سنگ هاي اين بخش، اعداد متفاوتي را بدست داده که کمترين آنها 600 ميليون سال و بيشترين آنها 3.5 ميليارد سال است و اگر تصور کنيم که پرکامبرين از 3.5 ميليارد سال پيش شروع شده، زمان تشکيل زمين مسلما از اين عدد بيشتر است و بنابراين براي تعيين سن زمين از عوامل ديگر نيز بايستي کمک گرفت. يکي از اين عوامل، سنگهاي آسماني است و از آنجا که مطابق تمام نظريات موجود، تشکيل زمين و ساير سيارات منظومه شمسي همزمان بوده است، با تعيين سن اين سنگ ها مي‌توان سن واقعي زمين را بدست آورد. حداکثر سني که تا به حال براي سنگ هاي آسماني بدست آمده 4،6 ميليارد سال بوده است، همچنين يکي ديگر از عواملي که به تعيين سن زمين کمک مي‌کند، نمونه‌هايي است که از ماه گرفته شده و بر اساس تجزيه نمونه‌هاي مذبور عددي نظير عدد فوق براي آن ها حاصل شده است و بدين ترتيب مي‌توان عدد 4،6 ميليارد سال را براي سن زمين در نظر گرفت.