Det radioaktive stof uran udgør selve klokkeværket i et naturligt ur, som findes inden i mange bjergarter. Og forskerne har fundet metoder til at aflæse dette ur, så vi kan bestemme alderen på både Jordens egne bjerge og på sten, der er styrtet ned fra verdensrummet.
Men nu skal uret justeres et par hak, ifølge et team af forskere, som har publiceret deres resultater i Science.
Mængdeforholdet mellem forskellige versioner af uran i sten er nemlig ikke helt som forskerne troede.
Dermed ser det ud til, at sten kan være op til 700.000 år yngre end tidligere antaget.
Det kan lyde som en voldsom ændring. Men i geologisk sammenhæng er der snak om en relativt lille justering. Og det er kun ældgamle sten med en alder på op til 4,5 milliarder år, der bliver så meget som 700.000 år yngre.
Alder kan aflæses i sten
Justeringerne handler om sammensætningen af forskellige varianter – isotoper – af uran, der findes i sten, skriver Nature News.
Men for at finde ud af, hvorfor dette er vigtigt, må vi først inden om det virkelig fascinerende i denne historie:
Almindelig sten indeholder utroligt nok en mekanisme, der gør det muligt for os mennesker at måle, hvor mange millioner eller milliarder år det er, siden bjerget blev skabt. En af de mest udforskede af disse stenure er de såkaldte uran-bly-serier.
De virker omtrent sådan:
I en del sten på Jorden findes bittesmå mængder af uran-isotoperne uran 238 og uran 235. Da disse stoffer er radioaktive, er de ustabile. Det er, som om de indeholder mere energi, end de kan holde på.
Før eller senere henfalder uran-isotoperne – de slipper energien ud som stråling. Når dette sker, forvandles uran-isotoperne til et andet atom. Uran 238 bliver for eksempel til thorium 234.
Thorium 234 er imidlertid også radioaktivt og henfalder snart til endnu et nyt stof. Men efter en hel serie af sådanne henfald, ender rækken til sidst i et stabilt stof: blyisotopen bly 206.
Halveringstid som indikator
Det er umuligt at forudsige nøjagtigt, hvornår et atom af uran 238 henfalder. Men har du en bunke af sådan nogle atomer, vil du alligevel se, at mængden af intakt uran 238 vil synke i et helt jævnt tempo. Mængden af bly 206 vil stige i tilsvarende takt.
Dermed kan man regne ud, hvor lang tid det vil tage, før halvdelen af uran 238-atomerne er forvandlet til bly. Det tager omtrent 4,47 milliarder år. Dette kaldes for uran 238’s halveringstid.
Efter endnu 4,47 milliarder år vil halvdelen af den tilbageværende halvdel være blevet til bly 206, og så videre.
Og så til det geniale: Når nyt bjergmateriale bliver dannet ved, at lava størkner, er alle uran 238-atomerne i stenen intakte. Dermed har naturen faktisk lavet en stopklods, lige da bjerget blev skabt.
Ved at måle mængden af uran 238 og bly 206 i et stykke bjerg, kan forskerne altså beregne, hvor lang tid det er siden, at denne sten størknede.
Naturen er ikke helt, som vi troede
Uran-bly-serierne kan bruges til at måle alderen på bjerge fra cirka en million år til mange milliarder. Men nu ser det altså ud til, at estimaterne skal justeres lidt. Det er, fordi det ikke kun er uran 238, der bliver til bly.
I sten findes der også en lille smule af en anden uran-isotop – uran 235 – som på lignende måde henfalder i en serie og bliver til blyisotopen bly 207. Men denne variant af uran har en halveringstid på kun 700 millioner år.
Når forskerne regner alderen ud fra mængden af uran og bly i bjerget, må de altså tage med i beregningerne, at en lille del af blyet stammer fra den mere kortlivede uran 235.
Indtil nu har det været alment accepteret blandt forskerne, at forholdet mellem uran 238 og uran 235 er ens i alle sten: for hvert uran 235-atom, findes der 137,88 uran 238-atomer. Men det er netop her, det viser sig, at naturen ikke helt er, som vi troede.
Vil ændre vores forståelse af Jordens historie
Forskerne fra British Geologival Survey og Massachusetts Institute of Technology foretog nye, eksakte målinger af 58 prøver fra forskellige steder på Jorden.
Her viste det sig, at der var lidt færre uran 238-atomer i forhold til uran 235-atomer end antaget. Desuden varierede forholdet mellem de to isotoper lidt fra sten til sten, skrev forskerne for nyligt i Science.
Nu mener de, at standardværdien for forholdet mellem uranisotoperne skal justeres en lille smule ned, til 137,818 til én. Oven i må man tage hensyn til, at sammensætningen ikke er helt ens i alle sten.
Det vil give os endnu mere rigtige estimater for alderen på både vulkanske bjergarter på jorden og meteoritter fra verdensrummet.
»Denne nye bestemmelse vil ikke bare forbedre nøjagtigheden for hver uran-bly-alder, men til syvende og sidst også vores forståelse af hændelser i Jordens historie,« siger geolog Blair Schoene i en pressemeddelelse fra British Geological Survey.
Men når alt kommer til alt, har justeringerne nok mest at skulle have sagt for folk, som er lidt mere end almindeligt optaget af stens alder. For os andre er rettelserne så tilpas små, at det ikke udgør det store forskel.
Med de nye værdier er jorden forsat ufattelige 4,5 milliarder år gammel.
© forskning.no Oversættelse: Julie M. Ingemansson
