عمر سیاره زمین چقدر است؟

اگر بخواهیم کل تاریخ سیاره زمین را مانند تقویم کیهانی کارل سیگن، فقط یک روز درنظر بگیریم، انسان‌ها تا چند ثانیه پیش از نیمه شب ظهور نخواهند کرد. چند صدهزار سال از حضور گونه ما روی زمین، تنها کسر کوچکی از گذشته این سیاره را تشکیل می‌دهد. اما سیاره ما چند سال دارد و چگونه به سن آن پی می‌بریم؟

زمین تقریبا ۴٫۵۴ میلیارد سال پیش، درست ۱۰ میلیون سال پس از تولد خورشید، شکل گرفت. پس از آنکه ابری عظیم از گاز برای شکل‌گیری خورشید دچار فروپاشی شد، بخش‌های باقی‌مانده از این ابر سیاره‌ها را تشکیل دادند. مارک پوپینچاک، ستاره‌شناس موزه تاریخ طبیعی آمریکا و دانشگاه نیویورک می‌گوید:

دوست دارم منظومه‌های خورشیدی را به پیتزا تشبیه کنم. اگر ابر گازی که ستاره از آن شکل می‌گیرد، توپ خمیر باشد، درابتدا توده‌ای غلیط است، اما مقداری چرخش اولیه خواهد داشت. ستاره از ۹۹ درصد آن خمیر تشکیل می‌شود؛ اما باقی خمیر هنوز می‌چرخد و با توجه به مدت زمان کافی، مانند پیتزا در اطراف ستاره صاف می‌شود. از آن یک درصد خمیر، تمام سیاره‌ها تشکیل می‌شوند.

با این‌حال زمین نوزاد با دنیای سبز و انبوهی که امروز می‌شناسیم، فاصله داشت. زمین هنگام شکل‌گیری به‌دلیل برخوردهای شکل‌دهنده‌ی آن، هنوز مذاب بود. بخش‌های سنگین‌تر مثل آهن ته‌نشین شدند و هسته‌ی سیاره‌مان را شکل دادند و عنصرهای سبک‌تر به روی سطح آمدند. این فرآیند در نهایت باعث شکل‌گیری زمین با لایه‌های هسته، گوشته و پوسته شد.

زمانی که منظومه شمسی آرام گرفت و سیارک‌های کمتری به زمین هجوم آوردند، اقیانوس‌ها شکل گرفتند و حیات تقریبا بلافاصله به‌وجود آمد. پاپینچاک می‌گوید: «درحالی‌که انسان‌ها در بخش زیادی از تاریخ زمین حضور نداشتند، حیات سلولی تقریبا به مدت ۳٫۵ میلیارد سال بی‌وقفه وجود داشته است.» حتی پژوهشی جدید نشان می‌دهد این عدد می‌تواند بزرگ‌تر باشد و به ۴٫۲ میلیارد سال برسد.

ما دانش خود از زمان وقوع رویدادها در تاریخ سیاره را مدیون زمینی هستیم که روی آن می‌ایستیم. سنگ‌ها کلید تعیین سن سیاره‌ زمین و گذشته‌ی آن هستند. دانشمندان با فرآیندی موسوم به تاریخ‌گذاری پرتوسنجی سن یک سنگ را تخمین می‌زنند. تخمین سن سنگ‌های روی سطح زمین می‌تواند دشوار باشد؛ زیرا زمین سیاره‌ی شلوغ و فعالی است. همچنین آتشفشان‌ها، شرایط آب و هوایی و فرآیندهای جغرافیایی یافتن سنگ‌های مربوط به زمان شکل‌گیری زمین را دشوار می‌سازند.

ماه بر اثر برخورد با سیاره ما در زمان نوزادی‌‌اش شکل گرفته است، اما برخلاف زمین تکتونیک صفحه‌ای ندارد. نمونه سنگ‌های به‌دست‌آمده از ماه درجریان ماموریت‌های فضانوردی آپولو به تخمین سن زمین کمک کردند و نمونه‌های جدید آورده‌شده به زمین در مأموریت‌های جدیدتر مثل چانگ‌ای ۵ نیز می‌توانند به درکمان از تاریخ ماه اضافه کنند.

برای سیاره‌های نزدیک مثل مریخ، می‌توانیم فضاپیماهای سطح‌نورد را برای نمونه‌برداری و تحلیل سن سنگ‌ها ارسال کنیم؛ اما چگونه می‌توان سن سیاره‌های واقع در اطراف ستاره‌های دیگر را که رسیدن به آن‌ها بسیار زمان‌بر است، تخمین زد؟ به گفته‌ی پوپینچاک:

بهترین روش برای یادگیری درباره‌ی سیاره‌های فراخورشیدی بررسی خود ستاره است. من به سرعت چرخش آن‌ها نگاه می‌کنم. ستاره‌های جوان معمولا با سرعت بالایی می‌چرخند، درحالی‌که ستاره‌های کهنسال سرعت کمی دارند. اگر بتوان سرعت چرخش یک ستاره‌ی میزبان سیاره را بررسی کرد، می‌توان سن ستاره را تخمین بزنم و از همان عدد به سن سیاره رسید.

با کشف و شناسایی دنیاهای فراخورشیدی بیشتر می‌توانیم نکات بیشتری را درباره‌ی چگونگی شکل‌گیری سیاره‌ها فرا بگیریم که به ما در درک بهتر تاریخ زمین کمک می‌کنند.