السلام عليكم ورحمة الله
كيف تم حساب العمر المطلق للارض؟؟
تمهيد
مند ثلاثمئة سنة حسب الايرلنديون عمر الارض بناءا على دراساتهم وقد حددوا وجود كوكب الارض في العام ثلاث الاف واربعة قبل الميلاد وحددوا ايضا اليوم والوقت الدي اعتقدوا ان الارض تشكلت فيه ومع ان هده الحسابات لقت استحسانا كبيرا من قبل الفلاسفة الا انها لم تؤخد بجدية وبقيت كدالك في العالم الغربي لمدة قرن من الزمن
يعتبر جيمس هوتن اول جيولوجي وضع اساسا لاعادة التفكير العلمي لتاريخ عمر الارض بالاستعانة بالملاحضة الدقيقة والمنطق المبسط
ولم يكن لدى هاتون أية وسيلة لقياس الزمن المطلق في تاريخ الأرض، ولكن استطاع هاتون أن يثبت أن تتابع الأحداث الجيولوجية القديمة في أسكتلندا قد حفظ في السجل الصخري، حيث يمكن استخدام الصخور التي تكونت في الماضي وحفظت من التعرية كذاكرة للأرض لتسجيل الأحداث الجيولوجية الماضية. وقد استطاع تشارلز ليل Charles Lyell ، وهو أسكتلندي الأصل مثل هاتون، استخدام اكتشاف هاتون لتحديد العمر النسبي لكل الأحداث الجيولوجية. وقد أدرك ليل أن بعض العمليات الجيولوجية البطيئة مثل التعرية، تعني أن الزمن الجيولوجي النسبي تقابله فترات زمنية مطلقة ضخمة. ولم يستطيع ليل أن يتخطى هذا التفكير بالنسبة للزمن الجيولوجي، حيث كانت تنقصه وسيلة تقدير العمر المطلق مثل هاتون، نظراً لأن النشاط الإشعاعي (إشعاع ذري)، وهو الطريقة الدقيقة لتقدير الزمن المطلق، لم يكن قد اكتشف بعد. والنشاط الإشعاعي هو ساعة طبيعية تدق باستمرار فتترك سجلا محفوظا لهذه الدقات في الصخور. ولقد أظهر سجل الساعة الإشعاعية أن عمر الأرض يقدر ب4.8 بليون سنة. وهذا العمر الزمني الجيولوجي أكبر بكثير جدا مما تخليه ليل أو أي من رفاقه.
1_ اساس مضاهات عمر كوكبنا الفريد
نواصل اعزائي مفهومنا الشامل عن اصل واساس تقدير عمر كوكبنا الفريد المعروف بالارض و الملئ بالحياة الزاهرة والمتنوعة حيث اعتمد في تقدير عمر الأرض على المستحاثات (الأحافير) النباتية والحيوانية المحفوظة في الصخور , وكذلك على النشاط الإشعاعي لبعض العناصر المشعة والذي يتضمن عمر النصف للمادة المشعة , وهذه الدراسات لم تكن على منطقة واحدة من الأرض , وإنما تضمنت مناطق عديدة وتم إقامة زمر محلية في المنطقة الواحدة , وزمر تركيبية بين عدة مناطق متضمنة زمر محلية وتمكنوا من النهاية من وضع السلم الستراتغرافي العالمي .
لنعرف اولا مادا يقصد بالعمر النسبي؟؟؟
العمر النسبي : يهدف العمر النسبي إلى تقسيم مجموعات الصخور الرسوبية والكتل النارية اعتماداً على على الحادثات ( بيولوجية , كيميائية , مناخية , مغناطيسية ، بركانية ، تكتونيكية ، سيديمنتولوجية ...... إلخ ), وقياسها في مناطق مختلفة من العالم للحصول على تاريخ مترابط للأرض . (بالأمكان القول أن الحادثة هي تغير سريع أو بطيء , يطرأ على المنطقة وبالتالي يميزها عن غيرها من المناطق ) .
يستخدم لتأريخ منطقة ما المبادئ الآساسية التالية :
o – التنضد : كل طبقة رسوبية هي أقدم من التي فوقها وأحدث من التي تحتها .
o – التقاطع : كل تشكيلة رسوبية تقطع تشكيلة أخرى تكون لاحقة لها .
o – المحتبسات : إذا كان جزء من (أ) محتبساً في جزء من (ب) فإن (ب) لاحقاً لـ (أ)
اعتماداً على تحديد العمر النسبي لمناطق الكرة الأرضية , وإقامة الترابط بين هذه المناطق من خلال المقارنة مثنى مثنى , تم وضع الجدول الزمني والسلم التراتغرافي العالمي (الأحقاب الجيولوجية ) .
لم يقتصرالاهتمام على وضع جدول زمني يوضح تعاقب الطبقات المختلفة المكونة للقشرة الأرضية خلال الزمن , وإنما تحديد العمر المطلق ضروري أيضاً لمعرفة دقيقة للوقت الذي انقضى منذ زمن بعيد . ومن خلال الدراسات التي أجريت تم تقدير عمر مطلق للقشرة الأرضية يتراوح بين 4, 4.5 مليار سنة وبذلك فأن عمر كوكب الأرض أكبر من ذلك بكثير .
ويمكن تحديد العمر المطلق للصخور باستخدام طرق تعتمد على التفتيت الذري radioactive decay للعناصر المشعة فقد اكتشف العالم الفرنسي بيكيرل أن اليورانيوم عنصر له القابلية للاشعاع التلقائي وان الأشعة التى تنطلق من هذا العنصر تحرق الأفلام الفتوغرافية وتؤين الغازات وتؤدى هذه الاشعاعات أيضا الى تضوء بعض المركبات الكيميائية فى الظلام مثل كبريتيد الزنك , وقد اطلق بيكيرل اسم الإشعاع الذري على قابلية اليورانيوم وبعض العناصر لإنبعاث مثل هذا الإشعاع منها.
وينتج الإشعاع الذري لعنصر معين من عدم ثبات التركيب النووي لنظير أو اكثر من نظائرة وهنالك انواع من الإشعاع الذري هي :
1- الإشعاع بانيعاث أشعة جاما gamma ray وينتقل العنصر نتيجة لهذا النوع من الإشعاع من حالة ذات طاقة عالية الى حالة ذات طاقة منخفضة بدون أي تغيير فى الرقم الكتلي أو الذري للعناصر. والأشعة جاما التى تنبعث من هذا النوع من الإشعاع الذري هي موجات كهرومغناطيسية electromagnetic waves أطولها قصيرة جدا أقصر من الموجات الأشعة السينية x-ray ولذلك فلأشعة جاما القدرة على اختراق الأجسام الصلبة أكبر بكثير من قدرة اختراق الأشعة السينية لها والجدير بالذكر أن الأشعة السينية والضوء وموجات الراديو موجات كهرومغناطيسية ايضا تتزايد اطوال موجاتها تدريجيا .
2- الاشعاع بانبعاث جسيمات الفا alpha particles وجسيمات الفا هي نوى عنصر الهيليوم وتتكون كل نواة من هذه النوى على من بروتين ونيونرون وبهذا النوع من الاشعاع ينخفض الرقم الذري للعنصر المشع بمقدار رقمين ورقم الكتلة أربعة أرقام وبذلك يتحول العنصر الى عنصر آخر, فاليورانيوم 238 برقم ذري 92 يتحول الى ثوريوم 234 برقم ذري 90 ويحدث التحلل الذري عادة بانبعاث أشعة الفا فى حال النوى الكبيرة جدا التى تكون غير ثابتة لكبر حجمها وكتلتها.
3- الاشعاع بانبعاث جسيمات بيتا beta particles وجسيمات بيتا هي الكترونات حبيسة فى نوى بعض العناصر وتوجد فى النيترونات التى يمكن ان تتحول الى بروتونات ذات شحنة موجبة نتيجة لهذا النوع من الاشعاع , وبذلك يكتسب العنصر عند فقدان جسيم بيتا رقما ذريا بدون ان يتغير رقم كتلته فيتحول الروبيديوم 87(رقم ذري 37) الى استرونشيوم87(رقم ذري38) بفقدان جسيم بيتا.
4- اكتساب الكترون electron capture ويمكن ان يكتسب بروتون الكترونا ليتحول الى نيوترون وفى هذه الحالة ينقص الرقم الذري واحدا بدون ان يتغير رقم كتلته فالبوتاسيم 40 رقم ذري 19 يتحول الى أرجون 40 رقم ذري 18 حينما تكتسب نواة البوتاسيم الكترونا.
واحيانا تتطلب بعض النظائر عدة مراحل من التحلل الذري للوصول الى حالة الثبات فيتحلل اليورانيوم 238 ثماني مرات بفقدان جسيمات الفا وست مرات بفقدان جسيمات بيتا ليصبح رصاصا 206
ولاتتغير سرعة تحلل النظائر المشعة مهما تغيرت الظروف الفيزيائية والكيميائية التى تحيط بهذه النظائر وتعتمد كمية النوى التى تفتت على الكمية الكلية للنظير المشع فى لحظة معينة
ويعبر العلماء عن عن سرعة تحلل النظائر بالزمن الذي يمر لكي ينخفض أي كمية من المادة المشعة للنصف, أذ أن هذه الفترة من الزمن ثابتة لكل عنصر, ولاتعتمد على الكمية الأصلية للعنصر عند بداية التحلل, وتسمى هذه الفترة الزمنية بزمن نصف العمر للعنصر المشع ,
ولدا فقد أستطاع العلماء تأريخ عمر الأرض بواسطة اليورانيوم المشع لأن معدل إضمحلال المواد المشعه ثابت ابدا لا يعتمد علي شئ اطلاقا إلا بنية الذرة الداخليه من البروتونات والنيوترونات والالكترونات والميزونات وغيره ولا يؤثر عليها اي شئ اخر من ضغط ولا حرارة ولا بروده ولا شئ ومن ثم فهي تعتبر كالساعه الذريه التي لا تتغير لتحديد عمر الأرض وهذا مناسب حيث ان الصخور تعرضت للعديد من العوامل والمتغيرات من انصهار مفرط الي بروده مفرطه الي ضغط شديد في اعماق الارض وغيرها الكثير ولكن ليست كل الصخور نشأت مع بداية تكون الارض وهذه هي المشكله اننا نريد صخره هي كانت حجر الاساس في بناء كوكب الارض فالصخور التي تم تحليلها اعطت نتائج مختلفه بحسب تكوينها وهذا منطقي فمن المؤكد ان الارض لم تتكون بين عشية وضحها ولكن تكون علي فترات كبيره جدا واقدم صخره وجدنها علي كوكب الارض كان عمرها 4.5 مليار سنه ولا مانع منطقي ان نجد صخور عمرها اكبر من هذا .
منقول للامانة منتدى الهندسة الجيولوجية
ظ…ظ„طھظ‚ظ‰ ط§ظ„ط¬ظٹظˆظ„ظˆط¬ظٹظٹظ† ط§ظ„ط¹ط±ط¨
