Способ оценки возраста Земли

Третьим способом оценки возраста Земли стало физическое определение возраста. В 1862 году Уильям Томсон, известный так­же как лорд Кельвин, пересмотрел оценку графа Бюффона и вычис­лил, сколько времени потребуется земному шару, чтобы остыть от температуры 100 °С до 15 °С.

Для этого Кельвин использовал тео­рию теплопроводности Джозефа Фурье (сам Фурье фактически при­шел к такому же результату, но не осмелился опубликовать столь ра­дикальный для того времени вывод). У Кельвина получился возраст Земли 98 млн лет. Подозревая, что в расчетах могут быть ошибки, он заявил, что диапазон возраста Земли составляет от 20 до 400 млн лет. Если бы недра Земли ничем не подогревались, эта оценка была бы обоснованной.

Поскольку Солнце и Земля, скорее всего, формировались вместе, их возрасты должны быть сравнимыми. Но это совершенно разные тела, поэтому для определения их возрастов требуются совершен­но разные методы. В качестве первой оценки можно вычислить, что если бы Солнце состояло из углерода, который горит в кислороде, то при современной мощности излучения Солнца оно бы полностью сгорело всего лишь за ю ооо лет. Сегодня очевидно, что источни­ком энергии Солнца не могут быть химические реакции.

Лорд Кельвин рассмотрел возможность того, что источником солнечной энергии, которую мы получаем сейчас, служит тепло, выделившееся при сжатии вещества Солнца в период его формиро­вания, а также небольшое количество тепла, выделяющееся ныне при падении на Солнце метеоритов (их кинетическая энергия пре­образуется в тепло). По его оценкам, Солнце не могло за счет этого светить юо млн лет и, тем более, 500 млн лет. Он также оценил, что Солнце остынет примерно через миллион лет, что было весьма неприятно. Эти цифры дали и верхний предел для возраста Земли, совпадающий с независимыми оценками Кельвина.

Кельвин указывал, что его оценка в юо млн лет для Солнца про­тиворечит оценке Дарвина в 300 млн лет для Земли. Дарвин усту­пил и согласился, что подсчеты Кельвина могут быть верны. Одна­ко вскоре конфликт между их оценками углубился: оказалось, что Кельвин переоценил возрасты Земли и Солнца. Его новые вычис­ления дали 20 млн лет как для Солнца, так и для Земли. При этом предполагалось, что внутренних источников энергии нет, а Земля остыла из расплавленного состояния, когда у нее была максималь­ная температура. Время остывания до нынешнего состояния дало максимальное значение возраста.

Конфликт длительности остывания с длительностью осадконакопления и разрешение этого спора с помощью радиоактивности

Вначале последовательность геологических событий определя­лась по ископаемым остаткам растений и животных. Конкретный тип смеси окаменелостей в слое земли определяет его геологиче­скую эпоху. Границы между разными слоями довольно резкие. Ча­сто можно измерить различные отложения тем же способом, каким определяют возраст дерева, — по кольцам. Таким методом была из­мерена длительность каждой эпохи — по толщине осадочных слоев. Согласование этих слоев и их границ позволяет выстроить после­довательность геологических эпох. Можно измерить современную скорость отложения осадков на дне моря в сантиметрах за год. За­тем можно сложить толщину осадков всех известных геологических эпох и, разделив ее на толщину годичного отложения, и определить возраст осадочных пород Земли.

Одновременно с оценками Кельвина, профессор зоологии Ок­сфордского университета Эдвард Паултон, основываясь на совре­менной скорости отложения осадков, пришел к выводу, что после кембрийского периода прошло около 400 млн лет. А для начала кембрийского периода геолог Джон ГУдчайлд получил потрясаю­щую оценку в 700 млн лет. Очевидно, что Земля и Солнце должны быть старше. Так возникло противоречие между возрастом в десят­ки миллионов лет, о котором говоорили физики и биологи, и воз­растом в сотни миллионов лет, определенным геологами.