Г1 ОВОР про походження Землі, ми повинні, звичайно, "зупинитися і на питанні про її віці. Визначився-ня віку Землі є однією з найскладніших завдань, що стоять перед наукою. Тільки в останні роки відкритому-лась можливість скільки-небудь точно оцінити ті огром -ві проміжки часу, з якими доводиться мати справу при вирішенні цього завдання. Це стало можливим лише після того, як фізики, вивчаючи явища радіоактивного-ності, проникли в таємниці будови атомів тих хімічних елементів, які утворюють нашу Землю. Виявилося, що атоми деяких елементів є свого роду годинами, дуже повільно, але рівномірно йдуть. Ось ці-то годинник і дозволили нам вперше скласти собі уявлення про вік, по крайней мере, верхніх шарів земної поверх-ності.
Нашому безпосередньому вивченню доступна лише незначна частина Землі. За допомогою шахт і свердловин людина проник в глиб Землі не більше ніж на два-три кілометри, що становить всього три-п'ять сотих відсотка земного радіуса. Геологія дозволяє судити про більш глибоких шарах Землі завдяки тому, що горо-освітні процеси, мнучи, розриваючи і насуваючи один на одного потужні товщі гірських порід, виводять їх на поверхню Землі, а розмивання дощами і ріками глибоко розкриває будова цих пластів. Це робить для нас доступним вивчення порід на глибині до 20 кіло-метрів, що становить близько 0,3% земного радіуса. Про те, яке будова Землі протягом решти 99,7% її радіусу, ми можемо судити лише на підставі непрямих даних, що доставляються нам вивченням сили тяжіння в різних точках земної поверхні, вивченням землетрусів і дослідженням деяких інших явищ. Всі ці дані привели до висновку, що внутрішність Землі складається з трьох головних частин.
1) зовнішньої оболонки, товщиною приблизно в 1 200 км, що складається з кам'яних порід;
2) проміжної оболонки товщиною близько 1 700 км;
3) дуже щільного ядра, з радіусом близько 3 400 км, що складається, очевидно, із заліза і нікелю.
Зовнішня оболонка складається перш за все з осадових порід (пісок, глина, пісковики, сланці, вапняки і т. П.), Що покривають більшу частину земної поверхні шаром, товщина якого доходить місцями до 100 км. Цей шар називається земною корою. Під шаром осадових порід знаходиться шар з гранітів та базальтів, що утворилися шляхом охолодження колись розплавленого речовини.
Під зовнішньою кам'яною оболонкою знаходиться переможе-точна оболонка. Її називають ще рудної, так як име-ються підстави припускати, що вона дуже багата ж-лезом, хромом, нікелем і магнієм.
Ще зовсім недавно вважали, що внутрішність Землі має таку високу температуру, що речовина може там перебувати тільки в газоподібному стані. Таку думку грунтувалося на тому, що температура в доступ-них для нашого вивчення шарах Землі підвищується з глу-Біной (приблизно на 3 ° на кожні 100 метрів). Допускаючи, що це підвищення температури триває майже до самого центру Землі, знаходили в центрі температуру близько 200 000 °. Однак, вивчення землетрусів показало, що внутрішні частини Землі реагують на струси, як тверде тіло, пружність якого перевершує пружність стали в 2х / г рази. В даний час вважають, що спостеріга-даємо нами підвищення температури з глибиною ограни-чивается лише тонким поверхневим шаром і пояснюється не тим, що внутрішність Землі дуже гаряча, а тим, що в поверхневому шарі знаходяться радіоактивні елементи (радій, уран, торій та ін .), безперервно виділяють теп-ло. Що ж стосується температури центрального ядра, то її оцінюють тепер все в 2 000-4 000 °. Незважаючи на високу температуру, речовина ядра може мати властивості твердого тіла, так як воно знаходиться під дуже великим тиском, що доходить до трьох мільйонів атмосфер.
Безпосереднє визначення віку, не пов'язане з тією чи іншою космогонічної гіпотезою, ми можемо виробляти лише у відношенні самих поверхневих шарів Землі, так як тільки ці шари доступні для лабо-раторно дослідження.
Галлей запропонував визначити вік океану по ко-лічестве міститься в ньому солі. Такі підрахунки, по-вторять потім багатьма вченими за допомогою більш точних даних, дають вік океану від 90 до 350 мил-нів років. Однак, цей спосіб, що грунтується на досить хитких підрахунках тієї кількості солі, яке щорічно несеться ріками в океан, не може дати скільки-ко-небудь точних результатів.
Більш надійні результати дав геологічний метод, заснований на визначенні товщини опадів. Дощі безперервно змивають грунт в річки, а річки несуть її в море і там відкладають. Така невелика річка, як Темза, еже-придатно виносить в море понад два мільйони тонн піску і глини. Загальну товщину осадових порід, що утворилися на поверхні Землі за час її існування, оціни-ють в 100 км. Дуже важко знайти середню швидкість утворення відкладень. За одними підрахунками виходить, що для утворення шару відкладень, товщиною в один метр, потрібно близько 3 ТОВ років, за іншими - близько 10 000 років. Виходячи з цих даних, вік Землі, починаючи з часу початку освіти осадових порід, напів-чає між 300 і 1 000 мільйонів років. Але головний недолік цього методу, який дозволить сподіватися на точні результати, полягає в тому, що у нас немає ніяких підстав вважати швидкість освіти отло-жений незмінною. В давно минулі часи, коли тільки ще починалося освіту осадових порід, умови на Землі були зовсім інші, а тому і швидкість цього процесу могла бути зовсім іншою.
Лише після відкриття явищ радіоактивності стали можливі дійсно надійні визначення віку Землі. Сутність цих явищ полягає в тому, що атоми деяких хімічних елементів (які отримали на-звання радіоактивних) знаходяться в нестійкому стані і розпадаються, переходячи в атоми інших елементів. Цей процес триває до тих пір, поки не вийдуть стійкі атоми, що утворюють елементи, вже не обла-дають властивістю радіоактивності. Так, наприклад, уран, для якого вперше було відкрито (в 1896 р) це явле - 32 ня розпаду атомів, переходить спочатку в радій (відкритий подружжям Кюрі в 1898 р) і в гелій - дуже легкий газ, вперше відкритий на Сонці , а потім і знайдений на Землі. Гелій подальшим змінам не піддається. Радій же, в свою чергу, є радіоактивним еле-ментом, і його атоми продовжують розпадатися, поки, нако-нец, що не вийдуть атоми свинцю. Розпад атомів радію відбувається значно швидше, ніж атомів урану. Через 1 500 років грам радію перетворюється в полграмма радію і майже полграмма свинцю. Таким чином, конеч-ними продуктами перетворення урану є свинець і гелій. Свинець, що утворився з урану, має ті ж хімічними властивостями, що і звичайний свинець, але має злегка інший атомний вага (206,0 замість 207,1). Це і дає можливість відрізнити його від свинцю іншого походження.
Процес перетворення урану в свинець і гелій відбувається із-дит вкрай повільно. Якщо ми візьмемо кілограм урану, то через 66 мільйонів років один відсоток, т. Е. Всього 10 грамів, урану перетвориться в 8,65 грама свинцю і
1, 35 грама гелію. Протягом наступних 66 мільйонів років один відсоток залишився урану, т. Е. 9,9 грама, перетворюється-тится в 8,564 грама свинцю і 1,336 грама гелію. У наступні 66 мільйонів років один відсоток залишився урану, т. Е. 9,801 грама, в свою чергу, перетвориться в 8,478 грама свинцю і 1,323 грама гелію, і т. Д.
Самим чудовим є те, що швидкість цього процесу, т. Е. Швидкість розпаду атомів радіоактивних речовин, не залежить від тих умов, в яких речовина знаходиться. Відповідні досліди показали, що як при температурах, близьких до абсолютного нуля (-273 ° за Цельсієм), так і при температурах в декілька тисяч градусів розпад атомів відбувається однаково шви-ро. Точно так же на швидкість розпаду атомів не впливає і підвищення тиску до десятків тисяч атмосфер.
Таким чином, визначивши в будь-якої гірській породі кількість свинцю, що утворився з урану, ми можемо вирахувати вік цієї породи, т. Е. Число років, що минули з того моменту, коли вона застигла. Такий спосіб годиться, звичайно, тільки для визначення віку твердого віщо-ства, так як в рідкому і газоподібному стані свинець, що виходить від розпаду урану, може залишати місце своєї освіти.
Цей спосіб визначення віку дав для більш молодих гірських порід, що утворюють верхні шари Землі, результати, прекрасно узгоджуються з тими оцінками їх відносного віку, які робили геологи, ис-ходячи зовсім з інших міркувань. Застосовуючи цей спосіб до найдавніших порід, отримали для їх віку чис-ла від 1 500 до 3 500 мільйонів років. Ми можемо, таким чи-тельно, стверджувати, що тверда оболонка Землі образо-валась близько трьох мільярдів років тому.
Вивчення явищ радіоактивності ще тільки на-чинается. Але ми вже знаємо, яку важливу роль ці яв-лення грають в природі. Перетворення одних хімічних елементів в інші, що супроводжується величезним виділенням енергії, є одним з основних світових процесів. Цей процес дає те величезна кількість світла і тепла, яке випускається Сонцем і зірками протягом багатьох мільярдів років. Роль радіоактивних речовин в житті нашої Землі тільки ще починає з'ясовуватися, але не підлягає сумніву, що вона дуже велика.
У всякому разі, в явищах радіоактивності, так широко поширених в природі, що немає куточка Зем-ли, де б ми не могли відкрити слідів розпадаються атомів, вже знайдені чудові годинник для вимірювання минулого.