وقتی دانشمندان می‌خواهند سن یک سنگ، شهاب‌سنگ یا سیاره را مشخص کنند، فقط به یک عنصر بسنده نمی‌کنند. آن‌ها از چند سیستم رادیومتری متفاوت استفاده می‌کنند، هر کدام مانند یک ساعت جداگانه عمل می‌کند. ترکیب نتایج این ساعت‌ها باعث می‌شود تاریخ دقیق‌تر و مطمئن‌تر باشد. در این بخش چند نمونه از سیستم‌های رادیومتری که برای تعیین سن سنگ‌ها و سیاره‌ها استفاده می‌شوند، معرفی می‌شوند:
۱. سیستم اورانیوم-سرب
سیستم اورانیوم-سرب برای مواد بسیار قدیمی بهترین است. اورانیوم-۲۳۸ به سرب-۲۰۶ و اورانیوم-۲۳۵ به سرب-۲۰۷ تبدیل می‌شود. نیمه‌عمر هر دو ایزوتوپ میلیاردها سال است. به همین دلیل، این روش برای سنگ‌ها و شهاب‌سنگ‌های چند میلیارد ساله که متعلق به آغاز منظومه شمسی هستند، دقیق‌ترین انتخاب است.
۲. سیستم آلومینیوم-۲۶، منیزیم-۲۶
آلومینیوم-۲۶ یک ایزوتوپ رادیواکتیو با نیمه‌عمر حدود ۷۳۰ هزار سال است، یعنی بسیار کوتاه نسبت به عمر منظومه شمسی است. وقتی آلومینیوم-۲۶ در سنگ یا شهاب‌سنگ موجود بوده، با گذشت زمان به منیزیم-۲۶ تبدیل می‌شود. به علت کوتاه‌بودن نیمه‌عمر، این روش برای سنگ‌ها و شهاب‌سنگ‌هایی مناسب است که در چند میلیون سال نخست شکل‌گیری منظومه شمسی تشکیل شده‌اند. به زبان ساده، این ساعت برای تاریخ‌گذاری «کودکی منظومه شمسی» عالی است.
۳. سیستم روبیدیوم-۸۷ ، استرانسیم-۸۷
سیستم روبیدیوم-استرانسیم نیمه‌عمر حدود ۴۹ میلیارد سال دارد. این سیستم برای سنگ‌ها و سیاره‌هایی با سن‌های متفاوت و همچنین برای مقایسه ترکیب شیمیایی مواد در مناطق مختلف منظومه مناسب است. به کمک این ساعت می‌توان فهمید که سنگ‌ها در چه بازه زمانی طولانی شکل گرفته‌اند و رابطه زمانی بین سیاره‌ها و شهاب‌سنگ‌ها را بررسی کرد.
وقتی همه این روش‌ها تاریخ مشابهی بدهند، تقریباً مطمئن می‌شویم که عدد درست است.
با همین روش‌ها، قدیمی‌ترین مواد جامد منظومه (در شهاب‌سنگ‌ها) سن ۴٫۵۶۸ میلیارد سال دارند.
زمین و ماه کمی جوان‌ترند (حدود ۴٫۵۱ میلیارد سال). خورشید احتمالاً حدود ۴٫۵۷ میلیارد سال قدمت دارد. به همین دلیل با دقتی در حد چند میلیون سال، می‌گوییم منظومه شمسی ما ۴٫۶ میلیارد ساله است.
کشف‌های جدید درباره دقت سن منظومه شمسی
تا چند دهه پیش، همه دانشمندان تصور می‌کردند که نسبت ایزوتوپ‌های اورانیوم (یعنی U-۲۳۵ و U-۲۳۸) در کل منظومه شمسی همیشه یکسان بوده است. برهمین اساس، تاریخ‌گذاری رادیومتریک انجام می‌شد و عدد حدود ۴٫۵۴ تا ۴٫۵۷ میلیارد سال به‌دست می‌آمد.
اما در حدود ۱۰ سال گذشته، دستگاه‌های فوق‌العاده دقیق‌تری ساخته شد که توانایی اندازه‌گیری اختلاف‌های خیلی کم را داشتند و ناگهان نتیجه‌ای غیرمنتظره رخ داد: بعضی از شهاب‌سنگ‌ها نشان دادند که نسبت U-۲۳۵ به U-۲۳۸ دقیقاً برابر با آن چیزی نیست که همیشه فرض می‌کردیم. در بعضی نمونه‌ها تا ۶ درصد اختلاف دیده شد!
این اختلاف مثل یک زنگ خطر بود؛ زیرا اگر نسبت اولیه نادرست فرض شده باشد، همه محاسبات سن هم می‌تواند کمی اشتباه دربیاید. این موضوع حتی برای بعضی دانشمندان زمین‌شناسی مثل یک «سیلی علمی» بود؛ زیرا دهه‌ها مطمئن بودند که آن نسبت ثابت است.
بعدها کشف شد که پای عنصر دیگری هم در میان است: کوریوم؛ عنصری بسیار سنگین‌تر از اورانیوم که نیمه‌عمر کوتاه‌تری دارد. این عنصر در همان اوایل منظومه شمسی وجود داشته، اما حالا کاملاً از بین رفته است. در روند واپاشی‌اش، بخشی از آن به U-۲۳۵ تبدیل شده است.
بیشتر بخوانید
پس دلیل اینکه بعضی شهاب‌سنگ‌ها اورانیوم-۲۳۵ بیشتری نسبت به بقیه دارند، همین میراث کوریوم است. یعنی در واقع «ساعت طبیعی» ما یک عقربه مخفی دیگر داشته که تازه متوجه‌اش شده‌ایم!
با در نظر گرفتن نقش کوریوم، محققان توانستند اختلاف‌ها را توضیح دهند و دوباره ساعت رادیومتری را با دقت بالاتر کالیبره کنند. اکنون می‌دانیم که قدیمی‌ترین مواد جامد منظومه دقیقاً ۴٫۵۶۸ میلیارد سال قدمت دارند. میزان خطا به کمتر از ۱ میلیون سال رسیده است، که برای چنین بازه‌ی عظیمی فوق‌العاده دقیق به‌حساب می‌آید.
کشفیات اخیر نشان می‌دهد که علم همیشه قابل بازنگری است. حتی وقتی مطمئن هستیم، باز باید با ابزارهای بهتر بررسی کنیم. از سوی دیگر، منظومه شمسی مثل یک آزمایشگاه طبیعی است. عناصر رادیواکتیو منقرض‌شده مثل کوریوم یا آلومینیوم-۲۶ به ما اطلاعاتی می‌دهند که هیچ‌جا روی زمین دیگر در دسترس نیست. این سطح دقت باعث می‌شود ما بتوانیم جدول زمانی تشکیل سیارات، برخورد تِیا با زمین، و شکل‌گیری ماه را با وضوح بسیار بیشتری بازسازی کنیم.
- خورشیدبه عنوان اولین عضو منظومه شمسی: حدود ۴٫۵۷ میلیارد سال
- قدیمی‌ترین مواد جامد (شهاب‌سنگ‌ها): حدود ۴٫۵۶۸ میلیارد سال: نشان‌دهنده‌ی آغاز تشکیل سیارات
- زمین و ماه: حدود ۴٫۵۱ میلیارد سال
- مشتری: احتمالاً اولین سیاره‌ای که شکل گرفت، شاید در همان ۱ تا ۲ میلیون سال اول
source