BERAPA UMUR BUMI?

Send

Artikel ini berasal dari arsip Space Magazine, tetapi telah diperbarui dengan video keren ini.

Berapa umur Bumi? Para ilmuwan berpikir bahwa Bumi berumur 4,54 miliar tahun. Tentu saja, itu bukan kebetulan; Matahari dan planet-planet semuanya terbentuk bersama-sama dari awan hidrogen miliaran tahun yang lalu.

Pada Tata Surya awal, semua planet terbentuk di nebula matahari; sisa-sisa yang tersisa dari pembentukan Matahari. Partikel kecil debu dikumpulkan bersama menjadi benda yang lebih besar dan lebih besar - kerikil, batu, batu besar, dll - sampai ada banyak planetoid di Tata Surya. Planetoid ini bertabrakan dan akhirnya cukup banyak untuk menjadi seukuran Bumi.

Pada suatu titik dalam sejarah awal Bumi, sebuah planetoid seukuran Mars menabrak planet kita. Tabrakan yang dihasilkan mengirim puing ke orbit yang akhirnya menjadi Bulan.

Bagaimana para ilmuwan tahu bahwa Bumi berumur 4,54 miliar tahun? Sebenarnya sulit untuk mengetahui dari permukaan planet ini saja, karena lempeng tektonik terus-menerus membentuk kembali permukaannya. Bagian permukaan yang lebih lama meluncur di bawah lempeng yang lebih baru untuk didaur ulang di inti Bumi. Batuan tertua yang pernah ditemukan di Bumi berumur 4,0 - 4,2 miliar tahun.

Para ilmuwan berasumsi bahwa semua materi di Tata Surya terbentuk pada saat bersamaan. Berbagai bahan kimia, dan isotop radioaktif khusus dibentuk bersama-sama. Karena mereka membusuk dalam laju yang sangat dikenal, isotop-isotop ini dapat diukur untuk menentukan berapa lama unsur-unsur tersebut telah ada. Dan dengan mempelajari berbagai meteorit dari berbagai lokasi di Tata Surya, para ilmuwan tahu bahwa semua planet berbeda terbentuk pada waktu yang bersamaan.

Metode Gagal untuk Menghitung Usia Bumi
Metode kami saat ini, yang akurat untuk mengukur usia Bumi datang pada akhir serangkaian panjang perkiraan yang dibuat melalui sejarah. Ilmuwan pandai menemukan ciri-ciri tentang Bumi dan Matahari yang berubah seiring waktu, dan kemudian menghitung berapa usia planet Bumi itu. Sayangnya, mereka semua cacat karena berbagai alasan.

Menurunnya Permukaan Laut - Benoit de Maillet, seorang antropolog Perancis yang hidup dari tahun 1656-1738 dan menduga (secara tidak benar) bahwa fosil pada ketinggian tinggi berarti Bumi pernah tertutup oleh lautan besar. Lautan ini telah diambil 2 miliar tahun menguap ke permukaan laut saat ini. Para ilmuwan meninggalkan ini ketika mereka menyadari bahwa permukaan laut naik dan turun secara alami.
Pendinginan Bumi – William Thompson, yang kemudian dikenal sebagai Lord Kelvin, berasumsi bahwa Bumi dulunya adalah bola batu cair dengan suhu yang sama dengan Matahari, dan sejak itu telah mendingin sejak itu. Berdasarkan asumsi-asumsi ini, Thompson menghitung bahwa Bumi berada di antara keduanya 20 dan 400 juta tahun mendingin ke suhu saat ini. Tentu saja, Thompson membuat beberapa asumsi yang tidak akurat, tentang suhu Matahari (benar-benar 15 juta derajat Kelvin pada intinya), suhu Bumi (dengan inti cairnya) dan bagaimana Matahari terbuat dari hidrogen dan Bumi. terbuat dari batu dan logam.
Pendinginan Matahari - Pada 1856, fisikawan Jerman Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz berusaha menghitung usia Bumi dengan mendinginkan Matahari. Dia menghitung bahwa Matahari akan mengambil 22 juta tahun untuk mengembun ke diameter dan suhu saat ini dari awan gas dan debu yang menyebar. Meskipun ini tidak akurat, Helmholtz dengan benar mengidentifikasi bahwa sumber panas Matahari didorong oleh kontraksi gravitasi.
Erosi Batuan - Dalam bukunya, The Origin of Species oleh Sarana Seleksi Alam, Charles Darwin mengusulkan agar erosi endapan kapur memungkinkan perhitungan umur minimum planet ini. Darwin memperkirakan bahwa pembentukan kapur di wilayah Weald di Inggris mungkin telah diambil 300 juta tahun untuk cuaca ke bentuk saat ini.

Orbit Bulan - George Darwin, putra Charles Darwin, menduga bahwa Bulan mungkin telah terbentuk dari Bumi, dan melayang ke lokasi saat ini. Teori fisi mengusulkan bahwa rotasi cepat Bumi menyebabkan potongan planet berputar ke luar angkasa. Darwin menghitung bahwa ia setidaknya telah mengambil Bulan 56 juta tahun untuk mencapai jarak saat ini dari Bumi. Kita sekarang tahu Bulan mungkin terbentuk ketika benda seukuran Mars menabrak miliaran tahun yang lalu.
Salinitas Samudra - Pada 1715, astronom terkenal Edmund Halley mengusulkan bahwa salinitas lautan dapat digunakan untuk memperkirakan umur planet. Halley mengamati bahwa lautan dan danau yang diberi makan oleh aliran air terus-menerus menerima lebih banyak garam, yang kemudian bertahan ketika air menguap. Seiring waktu, air akan menjadi lebih asin dan asin, memungkinkan perkiraan berapa lama proses ini telah berlangsung. Berbagai ahli geologi menggunakan metode ini untuk menebak bahwa Bumi ada di antara keduanya 80 dan 150 juta tahun. Metode ini cacat karena para ilmuwan tidak menyadari bahwa proses geologis juga mengekstraksi garam dari air.

Kencan Radiometrik Menyediakan Metode yang Akurat untuk Mengetahui Zaman Bumi
Pada tahun 1896, ahli kimia Prancis A. Henri Becquerel menemukan radioaktivitas, proses di mana bahan membusuk menjadi bahan lain, melepaskan energi. Ahli geologi menyadari bahwa bagian dalam bumi mengandung sejumlah besar bahan radioaktif, dan ini akan membuang perhitungan mereka untuk usia Bumi. Meskipun penemuan ini mengungkapkan kelemahan dalam metode sebelumnya dalam menghitung usia Bumi, ini memberikan metode baru: penanggalan radiometrik.

Ahli geologi menemukan bahwa bahan radioaktif membusuk menjadi elemen lain pada tingkat yang sangat mudah diprediksi. Beberapa bahan membusuk dengan cepat, sementara yang lain membutuhkan jutaan atau bahkan milyaran tahun untuk sepenuhnya meluruh. Ernest Rutherford dan Frederick Soddy, yang bekerja di McGill University, menetapkan bahwa setengah dari setiap isotop unsur radioaktif meluruh menjadi isotop lain dengan kecepatan yang telah ditentukan. Misalnya, jika Anda memiliki jumlah Thorium-232 yang ditetapkan, setengahnya akan membusuk lebih dari satu miliar tahun, dan kemudian setengah dari jumlah itu akan membusuk dalam miliar tahun lagi. Ini adalah sumber dari istilah "setengah kehidupan".

Dengan mengukur paruh kehidupan isotop radioaktif, ahli geologi mampu membangun tangga pengukuran yang memungkinkan mereka secara akurat menghitung usia formasi geologi, termasuk Bumi. Mereka menggunakan peluruhan uranium menjadi berbagai isotop timbal. Dengan mengukur jumlah tiga isotop timbal yang berbeda (Pb-206, Pb-207, dan Pb-208 atau Pb-204), ahli geologi dapat menghitung berapa banyak Uranium awalnya dalam sampel bahan.

Jika Tata Surya terbentuk dari kumpulan materi umum, dengan isotop Pb yang terdistribusi secara merata, maka semua objek dari kumpulan materi tersebut harus menunjukkan jumlah isotop yang serupa. Selain itu, seiring waktu, jumlah Pb-206 dan Pb-207 akan berubah karena isotop ini adalah produk akhir dari peluruhan uranium. Ini membuat jumlah timbal dan uranium berubah. Semakin tinggi rasio uranium terhadap timbal dari sebuah batu, semakin banyak nilai Pb-206 / Pb-204 dan Pb-207 / Pb-204 akan berubah seiring waktu. Sekarang, seandainya sumber tata surya juga terdistribusi secara seragam dengan isotop uranium, maka Anda dapat menggambar garis data yang menunjukkan plot timbal-ke-uranium dan, dari kemiringan garis, jumlah waktu yang telah berlalu sejak kumpulan materi menjadi terpisah menjadi objek individu dapat dihitung.

Bertram Boltwood menerapkan metode penanggalan ini pada 26 sampel batuan yang berbeda, dan menemukan bahwa mereka telah terbentuk di antaranya Berusia 92 dan 570 juta tahun, dan perbaikan lebih lanjut untuk teknik memberi usia antara 250 juta hingga 1,3 miliar tahun.

Ahli geologi mulai menjelajahi Bumi, mencari formasi batuan tertua di planet ini. Batuan permukaan tertua ditemukan di Kanada, Australia dan Afrika, dengan usia mulai dari 2,5 hingga 3,8 miliar tahun. Batu yang paling tua ditemukan di Kanada pada tahun 1999, dan diperkirakan berumur lebih dari 4 miliar tahun.

Ini menetapkan usia minimum untuk Bumi, tetapi berkat proses geologis seperti pelapukan dan lempeng tektonik, masih bisa lebih tua.

Meteorit sebagai Jawaban Akhir untuk Zaman Bumi
Masalah dengan mengukur usia batu di Bumi adalah bahwa planet ini berada di bawah perubahan geologis yang konstan. Lempeng tektonik terus-menerus mendaur ulang bagian-bagian bumi, memadukannya dan selamanya menyembunyikan wilayah tertua planet ini. Tetapi dengan asumsi bahwa segala sesuatu di Tata Surya terbentuk pada saat yang sama, meteorit di ruang angkasa tidak terpengaruh oleh pelapukan dan lempeng tektonik di Bumi.

Ahli geologi menggunakan benda-benda yang masih asli ini, seperti meteorit Canyon Diablo (pecahan asteroid yang berdampak pada Kawah Barringer) sebagai cara untuk mendapatkan pada usia sebenarnya dari Tata Surya, dan karenanya Bumi. Dengan menggunakan sistem penanggalan radiometrik pada meteorit ini, ahli geologi telah dapat menentukan bahwa Bumi itu 4,54 miliar tahun dalam margin kesalahan sekitar 1%.

Sumber:
Understanding Science - Lord Kelvin
USGS Zaman Bumi
Jam Ilmiah Gagal milik Lord Kelvin
Peran Peluruhan Radioaktif
Pemeran Astronomi Episode 51: Bumi
Formasi Batu Tertua Ditemukan