Биохимическое предопределение - Кеньон Д.
Скачать (прямая ссылка):
Отношения, представленные в четвертом столбце, рассчитаны по данным,
представленным во втором и третьем столбцах. Если изотопные
78
ГЛАВА II
Таблица 1
Содержание рубидия и стронция в пяти образцах древнего гранита (собраны в
Южной Африке [17]) по данным масс-спектрометрии
Номер образца Slsr/Msr 81st 87гЪ STrb/aesr
1 0,753 32,2‘) 30,41) 0,934
2 0,789 26,7 46,7 1,729
3 0,862 17,3 58,3 3,321
4 0,915 13,7 62,1 4,488
5 1,089 12,1 101,7 8,321
1) Содержание в микрограммах на I г породы.
отношения, соответствующие каждому образцу, принять за координаты точек
на координатной плоскости, то эти точки лягут на прямую, описываемую
уравнением
S'sr Г 87sr* S7rb , ' S7sr0 ?
8 Hr [ 87 rb 8 *ST ~Г 88 Sr
где 87sr0 — количество стронция-87, присутствовавшего в образце во время
кристаллизации. Члены уравнения, находящиеся за скобками, могут
варьировать для разных образцов, но если все эти образцы имеют одинаковый
возраст (как об этом можно судить по их стратиграфическому положению), то
заключенные в скобки члены постоянны. Тогда искомое отношение, т. е.
87sr*/87rb, равно тангенсу угла наклона полученной прямой, который в
данном случае составляет 0,0455. Подставляя эту величину в уравнение (8)
и принимая к = 1,39-Ю"11 лет-1, получаем для абсолютного возраста этих
образцов гранита следующее значение:
/==1,39-10-Ц дет-1 ln (Q’Q455 f 1)=3,2 млрд. лет.
Описанный метод не требует точного определения количества 87sru в
различных образцах. Однако численные значения этого параметра можно
получить путем расчета: точка пересечения прямой с осью ординат дает
значение 87sr0/86sr, а количества 8esr могут быть взяты из табл. 1. Тот
факт, что отношение 87sr*!87rb постоянно для всех образцов пород, говорит
о том, что граниты оставались закрытыми системами со времени
первоначальной кристаллизации.
ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ СУЩЕСТВОВАНИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ 79
Сходные измерения были выполнены на многих других образцах древних
грантов Южной Африки; их возраст, определенный этим способом, достигает
3,4 млрд. лет [18]. В некоторых случаях оказалось возможным подтвердить
значения возраста, полученные Rb — Sr-методом, при помощи калий-
аргонового и различных свинцовых методов. Хотя отдельные методические
детали определения возраста могут варьировать в зависимости от типа
породы или по воле экспериментатора, основные особенности, характерные
для разобранного примера, сохраняются фактически во всех методах
датировки, на которые мы будем ссылаться при обсуждении ископаемых
остатков докембрийского периода. А теперь, после этого несколько
затянувшегося экскурса в методологию датировки, рассмотрим проблему
возраста Земли.
Возраст Земли
Прежде всего следует определить смысл понятия «возраст Земли». Если в
качестве рабочей гипотезы принять гипотезу холодного, планетезимального,
образования солнечной системы (см. гл. III, разд. 3), то за начало
отсчета наиболее уместно принять такой момент, когда консолидированная
земная масса начинает дифференцироваться на кору и мантию. Как мы увидим
в следующей главе, на протяжении значительного периода ранней истории
Земли происходило выделение расплавленного железа в ядро, и,
следовательно, этот период здесь рассматриваться не, будет.
Так как возраст древнейших земных пород, определенный самыми надежными
методами, составляет более 3 млрд. лет [18], Земля должна иметь по
меньшей мере тот же возраст. В таком случае наша проблема заключается в
том, чтобы определить время, прошедшее с «момента» образования коры до
начала кристаллизации этих древних пород земной коры.
Один из возможных подходов к решению проблемы — оценка среднего
относительного содержания изотопов урана и свинца в образованиях земной
коры. Если предположить, что со времени своего формирования кора остается
замкнутой системой (по крайней мере в отношении содержания урана и
свинца), то, зная содержание радиогенных изотопов 207РЬ и 20вРЬ, при
условии, что нам известны периоды полураспада изотопов урана, можно
оценить возраст Земли. Однако нам необходимо также знать начальное
содержание 209РЬ и 207РЬ в коре, для того чтобы определить, какая часть
современного радиогенного РЬ образовалась в результате распада урана на
протяжении истории Земли. Иначе говоря, нам необходимо выяснить
соответствующие значения параметра ?>(0) в уравнении (5). Нет причин
полагать, что эти изотопы отсутствовали в первичной земной коре. Однако
мы мо-
80
ГЛАВА II
жем оценить верхний предел возраста Земли, если просто примем, что
среднее содержание 207РЬ в современной земной коре всецело определялось
распадом 235U. Результат оказывается равным 5,5—
6,0 млрд. лет [10]. Таким образом, величина возраста Земли лежит где-то
между 3,2 и 5,7 млрд. лет.
Наша проблема была бы безнадежно трудной, если бы не то счастливое
обстоятельство, что отношение изотопов свинца в первичной земной коре
удается оценить на основании данных, полученных на троилитной фазе
железных метеоритов [11, 12]. В данном случае исходят из допущения,
