Terni_Kosti_skalyi_i_zvezdyi._Nauka_o_tom_kogda_chto_proizoshlo.395719

Доводить дело до конца — причем почти в одиноч­ку — и вычислять возраст Земли с помощью радиоак­тивных изотопов выпало британскому геологу Артуру Холмсу. Начиная с 1911 г. он работал над определе­нием возраста Земли и созданием временной шкалы для всех открытых учеными геологических рубежей, которые оставались без датировки. Возраст Земли по-прежнему мог оказаться абсолютно любым. И если измышления епископа Ашшера в расчет уже не бра­ли, то у Кельвина в некоторых кругах еще находились сторонники. К 1931 г. Холмс утверждал, что возраст Земли располагается где-то в промежутке от 1460 млн до 3000 млн лет.

К концу 1920-х Резерфорд обнаружил еще один, доселе неизвестный изотоп урана — 235U, дающий при распаде свою собственную стабильную разновид­ность свинца, 207Pb. Помимо него был открыт еще один изотоп свинца — 204Pb, не являвшийся, впрочем, про­дуктом распада урана. Его концентрация со времен об­разования Земли никак не изменилась. Что бы ни про­исходило с ураном, на количестве 204Pb это не отража­лось никак.

И тогда пришло осознание одного очень важного фактора. Поскольку период полураспада 235U составляет 704 млн лет, он распадается в шесть раз быстрее 238U. То есть в конечном итоге чем старше образец породы, тем выше изначальное содержание 235U и тем больше образуется 207Pb. Учитывая, что два разных изотопа урана образуют разные изотопы свинца, соотношение 207Pb к 206Pb тоже будет расти со временем. Поэтому для определения возраста уже не требовалось знать количество урана, достаточно было подсчитать соот­ношение разных изотопов свинца. В теории, разумеется. Все упиралось в необходимость выяснить из­начальное соотношение на момент формирования Земли, до того, как на их количество повлиял распад урана. Требовалась отправная точка — образец, не со­держащий уран.

Холмс взял образец из Гренландии. Предпола­галось, что содержащийся в нем свинец не является продуктом радиоактивного распада, и поэтому обра­зец отражает состояние Земли на момент формирова­ния. В 1946 г. Холмс определил минимальный возраст Земли как 3000 млн лет, но в 1947 г. скорректировал его до 3400 млн. Путем обратной проекции своих ре­зультатов во времени он вычислил, что распад урана начался 4500 млн лет назад, и установил тем самым верхний предел возраста планеты.

Однако уже после проделанного Холмсом гигант­ского труда стало известно, что на поверхности плане­ты ни один камень, даже из Гренландии, не отражает изначального состояния Земли. На ее поверхности происходят постоянные изменения, непрерывное раз­рушение и переработка горных пород. Гренландский образец Холмса выдал лишь минимальную границу возраста. По-прежнему требовался кусок камня, отражавший начальную стадию формирования Земли, но избежавший воздействия геологических процессов. К сожалению, найти такой на Земле не представлялось возможным.

В 1940-1950-х считалось, что вся наша Солнечная система формировались более или менее одновремен­но. Теперь мы знаем, что процесс этот был гораздо бо­лее сложным и занял десятки миллионов лет, однако пока для наших целей нас устроят такие представле­ния. Смысл в том, что железные метеориты, как самое примитивное вещество в Солнечной системе, должны были сформироваться в числе первых. Медленно за­стывая и превращаясь в знакомую нам сегодня Землю, наша планета подвергалась непрерывной бомбарди­ровке маленьких твердых небесных тел. Поскольку в железных метеоритах содержание урана стремится к нулю, рассуждали ученые, имеющийся в них свинец никак не может быть продуктом радиоактивного распада. А значит, по составу железных метеоритов мож­но вычислить то самое изначальное, исконное соот­ношение свинца, присутствовавшее в зарождающейся Солнечной системе — и в нашей планете.

К началу 1950-х американский геохимик Клэр Пат­терсон, работавший в Калифорнийском технологиче­ском институте, завершил исследование железного метеорита и определил средний состав свинца. В 1953 г. он пришел к выводу, что именно таким и было искон­ное соотношение, и, отталкиваясь от этих данных, получил возможность вычислить количество свинца, образовавшееся на Земле в результате уранового рас­пада и срок его образования. Верхний предел возраста Земли получился 4600 млн лет.