Author: Bill Bryson
Rocks and fossils showed that the Earth was old, but radioactivity showed just how old it was.
In 1650, an Irish archbishop named James Ussher embarked on a quest to answer a question that had intrigued many for centuries: Just how old is the Earth? Ussher turned to the Old Testament and various historical documents, diligently piecing together clues. His conclusion was startlingly precise: Earth was created at midday on October 23, 4004 BCE.
However, Ussher's calculation, despite its precision, failed to gain widespread acceptance among the scientific community of his time. Most contemporary scientists believed the Earth to be significantly older, but lacked the means to determine its exact age.
The pivotal message here is that while rocks and fossils indicated the Earth's antiquity, it was the study of radioactivity that truly unveiled its age.
In the nineteenth century, geologists made substantial progress in understanding Earth's history through the study of rock layers. They could identify the sequence of geological periods and deduced that the formation of each rock layer must have spanned millions of years. However, the exact duration of these periods remained elusive.
The breakthrough in accurately determining Earth's age came in the twentieth century, with the advent of radioactivity research.
The discovery of radioactivity can be traced back to 1896 when Marie and Pierre Curie observed that certain rocks emitted energy without any visible physical change. This phenomenon, termed radioactivity, piqued the interest of physicist Ernest Rutherford. Rutherford's research revealed that radioactive elements decay into other elements at a consistent rate. For instance, Uranium-235 decays into Lead-207 at a constant pace, a process known as half-life, which proved crucial in estimating the age of objects.
By understanding the half-life of Uranium-235 and its decay into Lead-207, scientists could calculate the age of a rock by measuring the current proportions of these two elements within it.
The culmination of these scientific advances occurred in 1956 when Clair Cameron Patterson developed a precise dating method using ancient meteorites. Patterson's method estimated Earth's age to be approximately 4.55 billion years old, with a margin of error of about 70 million years. This estimation was a far cry from James Ussher's earlier calculations and marked a significant milestone in our understanding of Earth's deep history. Patterson's findings not only illuminated the true age of our planet but also underscored the vastness of geological time, reshaping our perspective of Earth's place in the cosmos.
Đá và hóa thạch cho thấy Trái Đất đã có tuổi, nhưng tính chất phóng xạ lại cho thấy nó cổ xưa đến mức nào.
Vào năm 1650, một giám mục người Ireland tên là James Ussher bắt đầu một nhiệm vụ để trả lời một câu hỏi đã làm quan tâm nhiều người trong nhiều thế kỷ: Trái Đất có tuổi là bao nhiêu? Ussher đã quay sang Kinh Thánh Cựu Ước và các tài liệu lịch sử khác, cẩn thận kết hợp những manh mối. Kết luận của ông thật sự chính xác: Trái Đất được tạo ra vào buổi trưa ngày 23 tháng 10 năm 4004 trước Công Nguyên.
Tuy nhiên, tính toán chính xác của Ussher, mặc dù nó rất chi tiết, đã không nhận được sự chấp nhận rộng rãi trong cộng đồng khoa học thời bấy giờ. Phần lớn các nhà khoa học đương thời tin rằng Trái Đất phải già hơn nhiều, nhưng lại thiếu phương tiện để xác định tuổi chính xác của nó.
Thông điệp quan trọng ở đây là: mặc dù đá và hóa thạch chỉ ra rằng Trái Đất đã có tuổi, nhưng nghiên cứu về phóng xạ mới thực sự tiết lộ tuổi thực của nó.
Trong thế kỷ 19, các nhà địa chất đã đạt được tiến bộ đáng kể trong việc hiểu lịch sử của Trái Đất thông qua nghiên cứu các lớp đá. Họ có thể xác định trình tự các giai đoạn địa chất và suy luận rằng việc hình thành mỗi lớp đá phải mất hàng triệu năm. Tuy nhiên, thời gian chính xác của các giai đoạn này vẫn là một bí ẩn.
Bước đột phá trong việc xác định chính xác tuổi của Trái Đất đến vào thế kỷ 20, với sự xuất hiện của nghiên cứu về phóng xạ.
Phát hiện về phóng xạ có thể truy nguyên lại đến năm 1896, khi Marie và Pierre Curie nhận thấy rằng một số loại đá phát ra năng lượng mà không có bất kỳ sự thay đổi vật lý nào rõ rệt. Hiện tượng này được gọi là phóng xạ, đã thu hút sự quan tâm của nhà vật lý Ernest Rutherford. Nghiên cứu của Rutherford tiết lộ rằng các nguyên tố phóng xạ phân rã thành các nguyên tố khác với tốc độ ổn định. Ví dụ, Uranium-235 phân rã thành Chì-207. Điều quan trọng là quá trình phân rã này luôn diễn ra với cùng một tốc độ. Luôn mất cùng một thời gian để phân rã một nửa các nguyên tố trong một mẫu vật. Quá trình này được biết đến là chu kỳ bán rã, và nó rất hữu ích để ước tính tuổi của một thứ gì đó.
Khi bạn biết chu kỳ bán rã của Uranium-235 và biết nó phân rã thành Chì-207, bạn có thể tính tuổi của một tảng đá bằng cách đo lường lượng hiện tại của hai nguyên tố này trong đó.
Cho đến năm 1956, tất cả những khám phá này mới được kết hợp lại và tuổi của Trái Đất trở nên rõ ràng. Trong năm đó, Clair Cameron Patterson đã tìm ra phương pháp định tuổi chính xác sử dụng thiên thạch cổ đại. Ông xác định rằng Trái Đất có tuổi khoảng 4,55 tỷ năm - cộng hoặc trừ 70 triệu năm. Đó là tuổi già hơn nhiều so với ước tính của James Ussher!
(Bản dịch Tiếng Việt thực hiện một phần bởi Trí tuệ nhân tạo. Xin lỗi nếu bản dịch có khiếm khuyết về ngôn từ và ngữ pháp)
Comments