Žemės amžius

Žemės amžius manoma yra 4,55 milijardai (4,55 × 10⁹) metų. Šis skaičiavimas yra tam tikras kompromisas tarp seniausių žinomų Žemės mineralų – mažų cirkono kristalų iš Jack Hills Vakarų Australijoje – amžiaus ir astronomų bei planetologų Saulės sistemos amžiaus vertinimų. Radioaktyvaus datavimo būdu nustatytas cirkonio kristalų amžius – mažiausiai 4,404 milijardai metų. Lyginant Saulės masę ir šviesį su kitų žvaigždžių charakteristikomis nustatyta, kad Saulės sistemos amžius negali būti žymiai senesnis nei šių uolienų. Kalcio-aliuminio inkliuzai – seniausios žinomos kietos medžiagos meteorituose, susiformavusios Saulės sistemoje – 4,567 milijardo metų senumo ir ši data laikoma viršutine Žemės amžiaus riba. Manoma, kad Žemės formavimasis prasidėjo gana greit po šių kalcio - aliuminio inkliuzų ir meteoritų susiformavimo. Kadangi žemės susiformavimo laikas nėra tiksliai žinomas ir skirtingi žemės formavimosi modeliai nurodo skirtingus laikus, besiskiriančius nuo kelių milijonų iki šimto milijonų metų, tikslaus Žemės amžiaus pasakyti kol kas neįmanoma.

Ankstyvieji Žemės amžiaus vertinimai

Iki mokslo įsigalėjimo, Žemės amžius buvo skaičiuojamas remiantis pasaulio sukūrimo mitais ir aprašymais šventosiose knygose.
Kinai manė, kad Žemė sukuriama ir sunaikinama 23 milijonų metų ciklais.
Vakariečių vertinimai buvo žymiai konservatyvesni. 1654 m., prieš pat savo mirtį išleistoje knygoje, Armagh arkivyskupas James Ussher (Airija), remdamasis Biblija ir kai kuriais astronominiais ir numerologiniais argumentais, teigė, kad pasaulio sukūrimas prasidėjo 4004 m. pr. m. e. spalio 23.
Kiti to meto mokslininkai ir dvasininkai manė, kad pasaulis sukurtas panašiu laiku. Dalis kreacionistų iki šiol tiki šia ankstyva Žemės sukūrimo data.
Tik nedaugelis manė, kad pasaulio sukūrimas vyko žymiai anksčiau, nei atsirado žmonija. Vienas iš jų buvo Aristotelis, kuris teigė, kad Žemė ir Visata egzistavo amžinai.

Pirmosios mokslinės koncepcijos

Apie XVIII a. atskiri gamtos tyrinėtojai ėmė bandyti Žemės amžių pagrįsti moksliniais argumentais.
XVIII a. viduryje Michailas Lomonosovas, laikomas Rusijos mokslo pradininku, vienas iš pirmųjų iškėlė versiją, kad Žemė buvo sukurta atskirai nuo likusios Visatos, prieš kelis šimtus tūkstančių metų. Šios idėjos buvo gana spekuliatyvios.
1779 m. prancūzų gamtininkas Žoržas Biufonas (Comte du Buffon) bandė nustatyti Žemės amžių eksperimento būdu. Jis padarė nedidelį Žemės modelį pagal Žemės sudėtį ir matavo jo atšalimo greitį. Pagal tai jis suskaičiavo, kad Žemės amžius yra 75 000 metų.
Mažai kas iš šių mokslininkų amžininkų domėjosi jų teorijomis. Daugelis Žemės amžiaus klausimą paliko sukūrimo mitams ar tiesiog manė, kad Žemė visada buvo ir bus. Tačiau kai kurie mokslininkai, tyrinėję Žemės stratas, uolienų sluoksnius, pastebėjo, kad per savo gyvavimą, koks ilgas jis bebūtų, Žemė patyrė daugybę pasikeitimų.
Uolienų sluoksniuose buvo rastos nežinomų gyvių fosilijos ir pastebėta tam tikra jų kaita iš sluoksnio į sluoksnį. XVIII a. 10-ajame dešimtmetyje britų gamtininkas Viljamas Smitas nurodė, kad jei du uolienų sluoksniai skirtingose vietose turi tokias pačias fosilijas, tai labai tikėtina, kad šie sluoksniai yra to paties amžiaus.
Kai kurie gamtininkai, remdamiesi šia mintimi, bandė atkurti Žemės istoriją, tačiau jų pateiktos chronologinės skalės buvo labai netikslios, nes nebuvo žinoma, per kiek laiko susidaro tokie uolienų sluoksniai. Džonas Filipsas, Smito sūnėnas ir mokinys, apskaičiavo, kad Žemės amžius yra apie 96 milijonus metų.
XIX a. 4-jame dešimtmetyje Charles Lyell žengė dar vieną žingsnį teigdamas, kad, vykstant erozijai ir transformacijai, Žemė nuolatos keičiasi, o šių pasikeitimų tempas yra pastovus. Tai buvo iššūkis tradiciniam požiūriui, pagal kurį Žemė yra statiška, o pasikeitimai vyksta tik katastrofų atvejais.

Ankstyvieji moksliniai skaičiavimai: fizikai prieš geologus ir evoliucionistus

1862 m. Glazgo fizikas William Thomson paskelbė savo skaičiavimus, pagal kuriuos Žemės amžius – tarp 20 ir 400 milijonų metų. Jis rėmėsi prielaida, kad Žemė iš pradžių buvo visiškai išlydytos uolienos kamuolys ir Žemės amžių skaičiavo pagal laiką, kurio reikia tokiam kamuoliui atvėsti iki dabartinės temperatūros.
Geologams toks laikotarpis atrodė per trumpas. To laikmečio biologai galėjo sutikti su tuo, kad Žemės amžius ribotas, tačiau net 100 milijonų metų atrodė per mažai, kad būtų patikima. Čarlzas Darvinas (Charles Darwin), kuris studijavo Lyell'o darbą, pateikė organizmų evoliucijos teoriją, besiremiančią natūraliąja atranka, pusiau atsitiktiniu procesu, kuriam reikia labai ilgo laiko tarpo. Net 400 milijonų metų atrodė per mažai.
1869 m. Thomas Huxley, Č. Darvino šalininkas, savo paskaitoje teigė, kad Thomson'o apskaičiavimai yra teisingi, tačiau remiasi klaidingomis prielaidomis. Huxley buvo teisus – Thomson apskaičiavimai rėmėsi kitais duomenimis, ir jo nustatytas Žemės amžius buvo žymiai per trumpas.
Bet kuriuo atveju Thomson sukėlė ilgą mokslinę diskusiją. Vokiečių fizikas Hermann von Helmholtz ir amerikiečių astronomas Simon Newcomb nepriklausomai apskaičiavo laiką, kurio reikia Saulei susikondensuoti iki dabartinio diametro ir ryškio iš dujų ir dulkių debesies, iš kurio ji susidarė. Jų rezultatas buvo 100 milijonų metų ir tai sutapo su Thompson skaičiavimais. Tačiau jie manė, kad Saulė šviečia tik dėl gravitacijos sukeliamo traukimosi šilumos, nes tuo metu kiti energijos susidarymo būdai nebuvo žinomi.
Kiti mokslininkai taip pat parėmė Thomson'o skaičiavimus.