كيف يقيس العلماء عمر الصخور؟

لا توجد ساعة مطبوعة داخل الصخرة، لذلك يحدد الجيولوجيون أولًا الحدث الذي يريدون تأريخه: تبلور معدن من صهارة، أو ترسب طبقة، أو تعرض سطح للأشعة الكونية، أو احتراق نبات غطته الحمم. اختيار الحدث يحدد العينة والطريقة، وقد تعطي صخرة واحدة أعمارًا مختلفة لأحداث مختلفة مرت بها.

تعتمد أشهر الطرق على التحلل الإشعاعي. بعض نظائر العناصر غير مستقرة وتتحول إلى نظائر أخرى بمعدل معروف يسمى عمر النصف. يقيس مطياف الكتلة نسبة النظير الأصلي إلى الناتج، ويستخدم الباحث معادلة التحلل لحساب الزمن منذ أن أصبح النظام المعدني مغلقًا أمام دخول هذه العناصر أو خروجها.

من الأمثلة تحول البوتاسيوم-40 إلى أرجون-40، وهو مفيد في تأريخ مواد بركانية. ويستخدم اليورانيوم ومنتجات تحلله في معادن مثل الزركون. لا توجد طريقة واحدة لكل الأعمار؛ عمر النصف ووجود العنصر وسلوك المعدن تحدد المجال المناسب. الكربون-14 يناسب بقايا عضوية حديثة نسبيًا، ولا يُستخدم عادة لتحديد عمر صخرة نارية قديمة مباشرة.

القياس لا ينجح بمجرد إدخال رقمين في معادلة. قد تفقد العينة غازًا عند التسخين أو يدخل إليها عنصر من ماء جوفي، وقد تحتوي حبيبات أقدم من الصخرة التي جمعتها. لذلك يفحص الجيولوجي النسيج والموقع الطبقي والتحول الحراري، ويقيس أكثر من معدن أو أكثر من نظام نظائري. توافق النتائج المستقلة يزيد الثقة، واختلافها قد يكشف حدثًا حراريًا لاحقًا بدل أن يكون «فشلًا» بسيطًا.

توجد طرق أخرى تكمل التأريخ الإشعاعي. ترتيب الطبقات والحفريات يعطي عمرًا نسبيًا، والتغيرات المسجلة في مغناطيسية الصخور تساعد على المطابقة، بينما تقيس طرق التعرض السطحي نظائر تنتجها الأشعة الكونية. في المناطق البركانية يمكن تأريخ طبقة رماد ثم استخدامها حدًا زمنيًا للطبقات المحيطة.

أما عمر الأرض فلا يأتي من أقدم صخرة أرضية وحدها، لأن الصفائح التكتونية أعادت تدوير كثير من القشرة المبكرة. يقارن العلماء أعمار نيازك وصخور قمرية ومواد قديمة على الأرض ضمن نموذج تكوّن المجموعة الشمسية. لذلك فإن العمر العلمي نتيجة طرق متعددة ومعايرة وعدم يقين معلن، لا رقمًا مأخوذًا من عينة منفردة.

وتزداد الثقة عندما تتفق ساعات إشعاعية مستقلة داخل الحدود الإحصائية المتوقعة.

## سؤال للنقاش

إذا أعطى معدنان من الصخرة نفسها عمرين مختلفين، فما التفسيرات التي ينبغي اختبارها قبل رفض القياس؟

## المراجع

- هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية USGS، دليل المبتدئ لتأريخ الصخور.
- USGS، المقياس الزمني الإشعاعي وأعمار النصف.
- USGS، الأدلة المستخدمة في تقدير عمر الأرض.