Сенсационная история Земли

Возьмем для примера, на мой взгляд, весьма показательную и информативную статью «История юной Земли», написанную Джоном Вэлли (John W. Valley) из Мичиганского университета в Анн-Арборе.

Вэлли – президент Американского минералогического общества, профессор геологии в Висконсинском университете в Мадисоне, который основал лабораторию WiscSIMS для исследования образцов древних горных пород, оснащенную новейшим оборудованием, в том числе и ионным микроскопом повышенной чувствительности для исследования микрокристаллов циркона, считающегося одним из наиболее подходящих минералов для определения абсолютного возраста пород уран-свинцовым методом.

Вот, что сам Вэлли пишет об используемой технологии:

«Определение возраста кристаллов стало возможным в начале 80-х гг. ХХ в., когда Вильям Компстон (William Compston) со своими коллегами из Австралийского национального университета в Канберре создал специальный ионный микрозонд SHRIMP (Sensitive High-Resolution Ion Microprobe – чувствительный ионный микрозонд с высокой разрешающей способностью). Несмотря на то, что большинство кристаллов циркона практически невидимы невооруженным глазом, ионный микрозонд столь точно посылает сфокусированный пучок ионов, что тот может выбить небольшое количество атомов с любой заданной части поверхности циркона. Затем масс-спектрометром определяется состав атомов путем сравнения их масс» (Дж.Вэлли, «История юной Земли»).

О сложности процедуры подготовки и проведения таких измерений можно судить (хотя бы косвенно) по иллюстрации, приводимой в статье – см. Рис. 149.

Рис. 149. Иллюстрация к датированию циркона

Комментарий к этой иллюстрации гласит:

«Существует пять основных ступеней анализа циркона. Сначала исследователи заливают кристалл в эпоксидной смоле, затем шлифуют и полируют его. Узкий пучок ионов микрозонда выбивает с очищенной поверхности небольшое число атомов, которые идентифицируются по сравнительной массе.

Чтобы определить возраст кристалла, ученые проводят измерения атомов урана и свинца, включенных в структуру молекулы циркона. Поскольку свинец – конечный продукт радиоактивного распада урана, то чем больше его содержание в кристалле по отношению к урану, тем старше циркон.

С помощью сканирующего электронного микроскопа определяется структура растущего экземпляра и любые мельчайшие фрагменты минералов, включенных в процессе роста. Включения кварца, например, чаще всего встречаются в цирконах, образованных в гранитах, типичных для континентальной коры.

В то же самое место, что и в первый раз, направляется микрозонд для измерения атомов кислорода, входящих в состав циркона. Определенное отношение изотопов кислорода, атомов различной массы, показывает, в прохладных или в жарких условиях формировалась материнская порода кристалла.

Исследователи в третий раз используют ионный пучок микрозонда, чтобы определить микропримеси, составляющие менее 1% в молекулярном строении кристалла. Некоторые из этих рассеянных элементов могут свидетельствовать о принадлежности материнской породы кристалла древнему континенту» (там же).

И вот эта весьма непростая (и естественно очень дорогостоящая) техника со столь же непростой технологией были использованы для датирования микрозерен циркона из пустынного местечка Джек-Хиллз в Австралии.

Как это часто бывает, авторы исследования получили дискордию (см. Рис. 150), на основании которой был сделан вывод, что кристаллы циркона образовались 4,4 миллиарда лет назад, но подверглись некогда в прошлом дополнительному температурному воздействию, что и привело к появлению дискордантности данных, полученных в ходе измерений. Все в полном соответствии с теорией, излагаемой в учебниках по радиоизотопному датированию.

Рис. 150. Дискордия при датировке цирконов Джек-Хиллз

Естественно, что у читателя прежде всего возникает уважительно-почтительное отношение к результатам столь внушительной и скрупулезной работы, проведенной с применением столь сложной техники и методики. Однако это лишь в том случае, если не вглядываться в детали…

А вот мы возьмем, да и присмотримся повнимательней к некоторым из них. Особенно к тем, которые имеют непосредственное отношение не только к выбору объекта исследования, но и к трактовке получаемых результатов.

Так например, в статье можно найти ответ на вопрос, почему геологи предпочитают иметь дело с цирконами, и почему цирконы были выбраны и в данном случае.