Image
""

Det radioaktive grunnstoffet uran spiller en viktig rolle når forskerne beregner alderen til jorda. Foto: NASA Earth Observatory/Joshua Stevens

Hvordan vet vi hvor gammel jorda er?

Forskerne har funnet ut at kloden vår er drøyt 4,5 milliarder år gammel. Men hvordan har de klart å regne seg så langt tilbake?

– Solsystemets alder er i dag beregnet til 4,567 milliarder år. Det har blitt stående som et ikonisk tall fordi det er så lett å huske, sa geolog Henrik Svensen da spørsmålet dukket opp i NRKs vitenskapsprogram Abels tårn.

Fire, fem, seks, sju – det er ikke ofte vitenskapen gir oss tall som er såpass enkle å feste i hukommelsen.

Men det er ikke like enkelt å forklare hvordan man har kommet frem til tallet 4,567 milliarder. Da må vi blant annet innom grunnstoffene uran og bly og begreper som radioaktivitet og halveringstid.

– Metoden man bruker, kalles uran-bly-metoden. Den tar utgangspunkt i at det var uran til stede helt fra solsystemets begynnelse, sa Svensen.

Uran er et radioaktivt grunnstoff. Det betyr at atomene er ustabile og at de med tiden vil brytes ned, eller henfalle som det også kalles, til andre og lettere grunnstoffer.

– Uran brytes ned og ender opp som bly. Det skjer sakte, og derfor er uran godt egnet til å finne alderen på veldig gamle bergarter, ifølge Svensen.

Etter omtrent 4,5 milliarder år er halvparten av uranet blitt til bly. Det er dette som kalles halveringstid.

– Starter man med en viss mengde uran, så tar det cirka 4,5 milliarder år før uranmengden er halvert og omdannet til bly, sa Svensen, som er forsker ved UiOs Institutt for geofag og Senter for Jordens utvikling og dynamikk (CEED).

Henrik Svensen med hånda på en del av jorda som bare er 300 millioner år gammel. Foto: Eivind Torgersen/UiO

Mineralet zirkon er som en tidskapsel

En klump med rent uran fra jordas begynnelse kunne gitt oss et nøyaktig svar. Ved å se hvor mye av det som var blitt til bly, kunne man regnet ut svaret. En slik tidskapsel finnes ikke, men forskerne lar seg ikke stoppe av det.

– Det finnes et mineral som heter zirkon som ikke har noe bly i strukturen når mineralet dannes, sa Svensen.

Uran, derimot, kan snike seg med når zirkon-mineralet formes. Dette uranet, siden det er radioaktivt, vil langsomt erstattes med bly.

– Zirkon har også en annen veldig god egenskap. Stort sett alt blyet som dannes, beholdes inne i mineralet. Det er derfor veldig godt egnet til å måle innholdet av uran og bly i det samme mineralet.

Siden det ikke er bly i mineralet når det dannes, vet man at alt blyet man finner i zirkon, stammer fra uran. Så kan man se hvor mye det er av hver og bruke halveringstiden til å regne ut når mineralet ble til.

– Zirkon fungerer som en tidskapsel, sa Svensen.

Første gang i Norge

I historien om uran-bly-metoden spiller Norge en viktig rolle.

– Denne metoden ble brukt for første gang i 1911. Forskergrupper fra England dro til Norge og fikk tak i mineraler man visste var veldig rike på uran.

I Østfold og Vestfold finnes det mineraler som inneholder veldig mye uran. De som ble brukt i disse første beregningene, ga en alder på 370 millioner år. Disse mineralene var altså ikke der da jorda oppsto. De må ha blitt dannet for snaut 400 millioner år siden.

Les også: Slik ble Oslo et mekka for geologer og Guide til Oslos geologiske skatter

– Allerede i 1913 fant man bergarter som var 1,6 milliarder år gamle. Etter hvert har man funnet eldre og eldre bergarter, og man bruker disse zirkonene som metode.

– De eldste zirkon-kornene man har funnet på jorda, kommer fra et område i Vest-Australia som heter Jack Hills. Disse zirkonene er 4,3 milliarder år gamle, fortalte Svensen under Abels tårn-sendingen.

En bit av en stein fra Jack Hills. Det er i slike prøver forskerne har funnet korn av eldgammelt zirkon. Foto: James St. John (CC BY 2.0)

Meteoritter tar oss det siste stykket

Men fortsatt mangler vi drøyt 200 millioner år. Zirkonene kan ikke vise vei helt til jordas første dager. Så hvordan har man kommet frem til 4,567 milliarder?

Fakta

Abels tårn

Sammen med programleder Torkild Jemterud svarer tre forskere på spørsmål fra lytterne om hvordan verden henger sammen.

Abels tårn går på NRK P2 hver fredag mellom klokka 9 og klokka 11. Programmet blir også publisert som podcast.

Her finner du alle Abels tårn-sendingene

– For å finne ut av det, må man bruke meteoritter. Det er særlig én type meteoritter man antar har samme alder som sola og planetene i solsystemet. De kalles kondritter.

– Kondritter inneholder ikke zirkon-mineraler, men de har lommer som er rike på kalsium og aluminium som trolig kondenserte direkte fra stjernetåken Solen ble dannet fra.

Disse lommene er også rike på bly og egner seg derfor godt for dateringer. Én slik kondritt har vist seg å være spesielt verdifull.

– Det er en spesifikk meteoritt som ble funnet tidlig på 1960-tallet i Kazakhstan. Den kalles Efremovka, og den er datert til 4,567 milliarder år av en forskergruppe i 2002.

– Resultatet ble bekreftet av en annen fagartikkel som kom ut i 2012. Det er ikke så lenge siden, men de er blitt stående som fasiten, sa Svensen.

Referanser:

Yuri Amelin mfl: Lead Isotopic Ages of Chondrules and Calcium-Aluminum–Rich Inclusions. Science, september 2002.

James N. Connelly mfl: The Absolute Chronology and Thermal Processing of Solids in the Solar Protoplanetary Disk, Science, november 2012.

Artikkelen ble oppdatert 13. april 2021, klokka 14.45.