Занимательно о геологии

Можно ли приводить подобные биографические данные, скажем, для нашей планеты или истории человечества?

Хорошо было ученым древности. Точности от их подсчетов никто не требовал. Индийские мудрецы так, например, определяли понятие «вечность».

«Видишь за рекой Ганг эту гору? Представь, что она состоит из чистого алмаза. Раз в тысячу лет на ее вершину прилетает ворон и точит свой клюв. Так вот, когда будет им источена вся гора, это и будет только одной секундой вечности».

Конечно, сейчас мы спросили бы у мудреца: какой высоты гора? Какова твердость клюва ворона? Сколько раз он клювом данной твердости ударяет о гору? И так далее, и так далее… Словом, нам нужна определенность в подсчете времени.

При подсчете геологического времени нас перестал удовлетворять палеонтологический метод. Конечно, он дает определенную ориентировку, позволяет установить, какие слои моложе, какие древнее. Но нам нужны точные числа.

Нам нужно писать в биографии Земли так: Земля родилась столько-то миллиардов лет назад… В ее жизни в таком-то году от рождения произошло такое-то событие, а в таком-то иное… А человечество начало отсчет своей биографии столько-то тысячелетий назад…

Казалось, кое-что удалось найти. Люди научились подсчитывать мельчайшие дозы вещества.

Грамм вещества в час — много это или мало?

Любое число всегда относительно. Старатель, добывающий золото, скажет, что грамм в час — это неплохо. Он тут же начнет высчитывать, что за сутки, при трехсменной работе, можно добыть 24 грамма, а за год более семи с половиной килограммов!

Это же число покажется нам ничтожно малым, если мы представим, что над всей нашей планетой образуется в час немногим более грамма радиоактивного углерода (C¹⁴). Он возникает в верхних слоях атмосферы под влиянием бомбардировки атомов азота (N¹⁴) нейтронами космических потоков, идущих к нам и от Солнца и из глубин вселенной.

За год образуется около 10 килограммов радиоактивного углерода — это не более 81 тонны во всем объеме атмосферы Земли. Это число постоянно. Каждое мгновение происходит распад рожденного от космической бомбардировки изотопа. Скорость распада не зависит от того, находится ли углерод в атомарном состоянии или связан в виде двуокиси с кислородом, или усвоен организмом человека, животного и растения.

Подсчитано, что скорость полураспада C¹⁴ равна 5568 ± 30 лет.

Один студент уверял меня на экзамене (каждый год находятся один-два таких «знатока»), что за первые 5568 лет распадается первая половина всего количества радиоактивного углерода, а в следующие 5568 лет — вторая половина. Только получив двойку, он сообразил, что дело здесь не так просто, как ему казалось. Долго потом он повторял, что нужно брать половину половины, потом снова половину половины и так 10–15 раз. Оставшееся после этого количество вещества будет ничтожно малым и практически почти неулавливаемым.

Когда животное или растение погибает, в его организм уже не поступает радиоактивный углерод. Он там только распадается, и можно точно подсчитать соотношение между радиоактивным и нерадиоактивным углеродом. А зная скорость полураспада, легко установить, сколько времени пролежал в земле после своей смерти тот или иной кусок древесины, кости, угля или мяса.

На острове Санта-Роса (Калифорния) археологи обнаружили обожженную кость мамонта. Может быть, мамонт погиб при лесном пожаре, может быть, эту кость глодал первобытный человек. Атомы радиоуглерода подсказали, что мамонт скончался 29 700 лет назад.

В Мексике нашли тесаную дощечку. На ней была вырезана дата, соответствующая по календарю племени майя 481 году нашей эры. Это же время показал и радиоуглеродный метод определения возраста древесины!

Во всех лабораториях мира накопились к нашему времени десятки тысяч данных о возрасте различных предметов, найденных на археологических стоянках.

Казалось, все стало ясно, и мы, наконец, можем рассказать биографию человечества. Но действительность на самом деле сложнее. Во-первых, человечество имеет более почтенный возраст, чем тот, который могут дать нам определения с помощью изучения полураспада С¹⁴. Мы можем этим методом уловить время в десять и несколько более чем 10 периодов полураспада, то есть около 50 тысяч лет. Человечество же существует значительно дольше.

И во-вторых, мы пока не нашли «самого первого» человека.

У нас есть много других методов определения возраста. Великолепен калий-аргоновый метод. Но этим методом хорошо определять время, исчисляемое десятками и сотнями миллионов лет. А за тот миллион или 2 миллиона лет, что существует человечество, в породах успевает накопиться настолько ничтожное количество продуктов распада калия-40 (K⁴⁰), что уловить его просто невозможно.

Ну, а для создания биографии всей Земли (когда она родилась) тоже пока еще нет убедительных вех и надежных приемов. Калий-аргоновый и урановый методы не дают однозначного ответа на вопросы о первых страницах биографии нашей планеты.