Meteor22. dubna  2017 v 08:04  

Jak stará je planeta Země?

Země, jak je asi stará? - Foto: Fotobanka Pixabay

Země, jak je asi stará?Foto: Fotobanka Pixabay

Zajímat se o věk dámy není zrovna slušné. Ovšem když jde o Matku Zemi, je to něco jiného. Stáří naší planety zajímalo lidi odpradávna. Snažili se k němu dobrat už staří Sumerové, antičtí učenci i vážení biskupové. Až dnešní metody radiometrického datování nám ale umožňují přesnější výpočty.

Příspěvky Meteoru 22. 4. 2017
01:36 Jak je stará planeta Země?
10:38 Největší karcinogen u nás
16:52 Otec atomové bomby
21:18 Sépie a chobotnice překvapily genetiky
29:10 Je lepší prázdná, nebo plná lednice?
34:42 Falešná zmije
39:42 Tajemný zvuk z oceánu
43:58 Jak blešivci přežili doby ledové?

Britský geolog Artur Holmes, průkopník v používání radioaktivního rozpadu prvků pro určování stáří hornin, napsal před více než 100 roky knihu, pojednávající o stáří Země. V jejím úvodu se autor s trochou nadsázky ptá, jestli není příliš netaktní zajímat se o to, jak je naše matka Země stará. Ale hned si odpovídá, že úkolem vědy je hledání odpovědi i na tuto otázku. 

 

Jak je stará planeta Země? Největší karcinogen u nás. Otec atomové bomby. Sépie a chobotnice překvapily genetiky. Je lepší prázdná nebo plná lednice? Falešná zmije. Tajemný zvuk z oceánu. Jak blešivci přežili doby ledové?

Vložit na svůj web

Dlouhověkost vládců věčné Země 

Stáří planety, na které máme to štěstí společně žít, zajímalo myslitele již v dávnověku. Pravděpodobně nejstarším časovým údajem, nepřímo se vztahujícím ke stáří Země vychází ze sumerské Listiny králů, podle které babylonský kněz a učenec Béróssos ve 3. století před naším letopočtem došel k pozoruhodnému závěru, že sumerští panovníci vládli po dobu dlouhou 432 tisíce let. Po tu dobu by samozřejmě musela Země již existovat. Tyto údaje však vycházejí z přehnaně nereálných délek života sumerských vládců, uváděných ve zmíněné listině. 

Na druhé straně perští mudrcové věřili, že svět vznikl před 12 tisíci lety, zatímco indičtí filosofové byli přesvědčeni, že Země je věčná. V době antiky v 6. století před naším letopočtem řecký filosof a básník Xenofanés správně rozpoznal, že fosilie ulit měkkýšů, nacházejících se ve skalách na Maltě, jsou zbytky organizmů, které museli žít v pradávném moři. 

Odlišný názor na vznik zkamenělin měl ovšem Aristoteles, který byl přesvědčen, že zkameněliny byly vytvořeny jakousi tajemnou silou hornin, podobně jako když vznikají krystaly minerálů. V průběhu 11. století dospěli nezávisle na sobě arabští a čínští učenci k poznání, že povrch Země se musel formovat nepředstavitelně dlouhou dobu, kterou není možné reálně stanovit. 

Planeta má narozeniny 23. října! 

Pro křesťanský svět byly v názorech na stvoření světa a jeho stáří rozhodující informace uváděné v bibli. Známý biblický harmonogram stvoření světa zpřesnil roku 1650 irský biskup James Ussher na základě součtu věků biblických postav, délky vlády biblických králů a historických událostí. Tímto postupem dospěl k závěru, že Země byla stvořena 23. října roku 4004 před narozením Krista.  

V době předvědecké se odpovědi na otázky původu a stáří Země hledali v Bibli, na snímku Bible Kralická - Foto: Milan Kopecký

V době předvědecké se odpovědi na otázky původu a stáří Země hledali v Bibli, na snímku Bible KralickáFoto: Milan Kopecký

Biblická víra o stáří Země přetrvávala až do období renesance. V 18. století přichází na scénu skotský přírodovědec James Hutton – nazývaný otcem geologie. Ve své knize Teorie Země, vydané roku 1785, se Hutton věnuje geologickým procesům a času, který je nutný pro jejich fungování. Dochází k závěrům, které dnes označujeme jako koncept tzv. hlubokého času. O co se jedná?  

Můžeme si to představit na následujícím příkladu: V usazené hornině jakou je slepenec, najdeme valounky žuly. Žula musela předtím vzniknout pomalým chladnutím z magmatu hluboko pod zemským povrchem. Pozdější erozí bylo nadloží žuly odneseno a ta se ocitla na zemském povrchu, kde se zvětráváním rozpadla na malé kameny. Ty byly říčními toky odnášeny, zaobleny do valounů a uloženy v sedimentární pánvi, kde zkameněly ve slepenec. Je zřejmé, že taková posloupnost procesů vyžaduje velmi dlouhý čas. Jinými slovy - uložené horniny nám umožňují, abychom si alespoň trochu představili to, co geologové označují jako hluboký čas. 

Jak chladne Země 

První exaktnější pokusy s cílem určit stáří Země prováděl francouzský přírodovědec George-Louis Leclerc. V roce 1779 vyrobil kulatý model o podobném složení, jaké mají horniny na zemském povrchu. Model zahřál a poté měřil dobu chladnutí. Přepočtem na velikost Země dospěl k překvapujícímu stáří – 75 000 let.  

Na tento nápad navázal o sto let později britský fyzik William Thomson, kterého známe především jako Lorda Kelvina. S lepším vybavením opakoval experiment s chladnoucí žhavotekutou koulí a dospěl k ohromujícímu závěru, že stáří Země se pohybuje v intervalu 20–400 milionů let. Avšak ani toto nepředstavitelně velké stáří nestačilo Charlesu Darwinovi, který správně předpokládal, že k vývoji organického života na Zemi až do dnešní podoby, musel uplynout ještě mnohem delší čas. 

Byly zkoušeny i jiné způsoby, jak odhadnout stáří Země a délku geologických procesů. Na přelomu 19. a 20. století se řada badatelů snažila přijít na to, kolik času je potřeba k tomu, aby byla ze zemského povrchu odnesena vrstva horniny silná 1 stopu (tj. 30,5 cm). Analýzy a výpočty ukázaly, že je k tomu potřeba v průměru 8600 let.  

Hodnoty se samozřejmě velmi liší v hornatých oblastech oproti nížinám a v různých klimatických pásmech. Např. v oblasti Hudsonova zálivu v Kanadě je podle těchto výpočtů potřeba k odnosu 30 cm horniny až 47 tisíc let. V podobném duchu se objevily snahy o výpočet stáří oceánů na základě celkového objemu soli rozpuštěné v mořské vodě. Nejznámějším propagátorem tohoto postupu byl irský fyzik John Joly, kterému na základě poměru ročního přínosu sodíku do oceánů a celkového množství sodíku v mořské vodě, vyšlo stáří oceánů mezi 80 a 100 miliony let. 

Napoví radioaktivita 

Přes tyto snahy však ještě neexistoval na konci 19. století způsob, jak stanovit stáří planety, zkamenělin nebo geologických vrstev s dostatečnou přesností. V této době však byl objeven nástroj, který umožňuje určit stáří hornin a nakonec i těles sluneční soustavy včetně naší Země. Tím nástrojem je radioaktivita, která byla objevena v roce 1896 francouzským fyzikem Henrim Becquerelem.  

Brzy nato manželé Curieovi přicházejí s nápadem, jak by se dal radioaktivní rozpad prvků využít pro určení stáří hornin. Metoda se začala používat a v první dekádě 20. století získal americký chemik Bertram Boltwood výsledky ukazující, že některé horniny na Zemi mohou být staré až 1,3 miliardy let. 

Jak funguje radiometrické datování? 

Přesnými chemickými analýzami se zjistí, kolik je v minerálu radioaktivního izotopu a kolik ho tam bylo, když minerál vznikl. S pomocí poločasu rozpadu měřeného izotopu pak můžeme vypočítat, kolik času uplynulo od vzniku minerálu. 

K určování stáří hornin starších než 10 milionů let se dnes často používají např. izotopy uranu a olova nebo rubidia a stroncia. Tímto způsobem bylo zjištěno, že nejstarší horniny na Zemi, nalezené v Grónsku, Jižní Africe a v Indii, vznikly před 3,7–3,8 miliardy let. Stejné stáří bylo pak zjištěno radiometrickým datováním hornin dovezených z Měsíce. 

Stále to však ještě nejsou informace z období, kdy vznikala naše planeta a kdy se začala tvořit první zemská kůra. Důvod je jednoduchý - žádné horniny z této doby se na zemském povrchu prostě nezachovaly. Tady přicházejí na pomoc meteority, svědkové z počátků vzniku sluneční soustavy. Výsledky radiometrického datování pomocí izotopů U a Pb, prováděné v 50. letech americkým geochemikem Pattersonem, ukázaly stáří meteoritů 4,55 miliardy let.  

V té době se formovaly planety sluneční soustavy a také Země. V průběhu posledních 30 let byly provedeny tisíce radiometrických analýz datujících nejstarší horniny na Zemi i meteority. Výsledky ukazují, že s přesností stanovení stáří na několik procent si můžeme být jisti, že naše planeta Země vznikla před 4,56 miliardy let. 

Tento i ostatní záznamy pořadu Meteor najdete v našem Archivu pořadů. 

Autor:  Jaroslav Kadlec, Geofyzikální ústav AVČR
Pořad: Meteor  |  Stanice: ČRo Dvojka
Čas vysílání: sobota 08:05; repríza neděle 02:00  |  Délka pořadu: 52 minut  
 

Nové články v rubrice

  • 21. října  2017 v 08:04     Audio  rubrika: Meteor

    Mizející lžíce, růžový sníh a jiskřící bonbóny

    V Meteoru zahajujeme vysílání sedmidílné četby o chemických prvcích. Jde o vybrané části kapitol z knihy Mizející lžíce, růžový sníh a jiskřící bonbóny, kterou napsal Sam Kean, a vydalo nakladatelství Grada. Poslechněte...

     
  • 17. října  2017 v 08:04     Audio  rubrika: Meteor

    Jak vidí jeleni?

    Když někdo skvěle vidí, říká se, že má ostříží zrak. Tedy jako dravý pták ostříž. O jelením zraku se ale nemluví. Oprávněně? Asi ano. Jelen rozezná pouze dvě barvy, neumí zaostřit a nevidí prostorově. Jak to víme?

     
  • 14. října  2017 v 08:04     Audio  rubrika: Meteor

    Je člověk citlivý na magnetické pole? Možná ano!

    Úžasnou citlivost na magnetické pole Země a schopnost navigace mají ptáci, ale i někteří další živočichové. Je možné, že kompas v hlavě měl v dávné minulosti i člověk nebo jeho předek? A jak je to dnes?

     

Mobilní verze | Podmínky užití | English
© 1997-2017 Český rozhlas

Tento web používá k analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace