Юрий Фиалков - Как там у вас, на Бета-Лире?
Время — назад!
Период полураспада радиоактивного изотопа не может быть изменен никакими внешними воздействиями, поскольку они, эти воздействия, по своей энергии значительно меньше, чем энергия межядерного взаимодействия. Поэтому период полураспада может быть отнесен к числу основных характеристик изотопа». Сказано очень сухо и, согласимся, не очень понятно. Но в формулировках академических изданий «лить воду» не принято (хотя и случается, увы), а что касается доходчивости, то эти издания предназначены для посвященных. Но зато сколько же за этими пусть и не очень понятными словами лежит труда!
Прежде чем прийти к выводу, содержащемуся в цитате, радиоактивные элементы подвергали чудовищному давлению — такому, когда сжимаемое вещество и на себя-то перестает походить; нагревали, если здесь только подходит такое элегическое определение к процессу, при котором радиоактивный металл плавится, а затем кипит, причем образующиеся пары раскаляют еще на две тысячи градусов выше температуры кипения. Все было напрасно — скорость радиоактивного распада оставалась неизменной. Понять это легко (потом понимать всегда легче): величина энергии, которая определяет течение процессов распада атомного ядра, неизмеримо выше, чем энергия, которая доставляется атому нагреванием вещества до каких-то жалких трех-четырех тысяч градусов.
Сейчас трудно установить, кого первого осенила счастливая мысль использовать постоянство скорости радиоактивного распада для создания радиоактивных часов. Можно полагать, что, как это часто бывает, до идеи радиоактивных часов одновременно додумались несколько ученых.
Рисунок, который сейчас перед вами, предельно правильно передает идею радиоактивных часов. Нет, конечно, время с помощью этих часов не определяют буквально так, как изображено на рисунке. А в остальном все сходится. Ведь из урана в самом деле «сыплется» свинец: известно, что уран, проходит несколько стадий, в каждой из которых он выбрасывает альфа-частицу и превращается в конце концов в стабильный (с той степенью приближения, с какой можно применять это слово) свинец. Количество свинца, которое образуется при распаде урана за определенный отрезок времени (год, столетие, миллион лет), строго постоянно. Вот и все вводные положения.
…Когда-то — специально не говорю, когда именно, — в результате достаточно сложных геохимических процессов образовался один из довольно многочисленных урановых минералов. Много позже, когда на Земле возникнет жизнь, которая в конце концов приведет к появлению геологов и геохимиков, этот минерал будет назван уранитом. Допустим, что все время тот образец минерала, о котором идет речь, начиная со своего рождения, находился в очень благоприятных условиях: вода его не размывала, ветер не разрушал и землетрясения ему никакого ущерба не причинили. Но, несмотря на это, минерал изменялся. С каждым днем — нет, не та единица измерения! — с каждым тысячелетием в минерале уменьшалось количество урана, но зато повышалось содержание свинца. Однако минерал лежал и дожидался, когда наступит его день. День наступил, минерал был извлечен из своего убежища и доставлен в лабораторию химиков. Те, вместо того чтобы любоваться красивой находкой — каждый минерал красив по-своему, — растворили его в едких реактивах, а затем сноровисто провели анализ раствора и определили, сколько в минерале было свинца, а сколько урана. На этом их миссия была закончена, и они передали результаты анализа геологу, который принялся изучать их с живейшим интересом.
Геолога можно понять. По результатам химического анализа он совершенно определенно может рассчитать, когда именно сложился этот образец уранита — ведь так важно знать возраст каждого из участков земной коры! Найдя по данным анализа отношение свинца к урану, геолог уверенно утверждает: этот минерал образовался 270 миллионов лет назад.
Как видим, уран, распадаясь, послушно и с регулярностью, недоступной даже лучшим из заводских хронометров, отсчитывал время рождения минерала, следовательно — и того участка земной коры, где был найден наш образец уранита. Чем же не часы? Конечно, на свидание с девушкой с такими часами не поспешишь — можно и опоздать. Но для свидания с прошлым — и каким далеким! — лучше этих часов ничего не придумаешь.
Вовсе не обязательно, чтобы геологические радиоактивные часы работали именно на урановой пружине. Ведь уран, как очевидно, не единственный радиоактивный элемент, соотношение которого с продуктами его распада может быть использовано для датировки различных геологических событий. Поэтому в геохронологии (а именно так и называется датировка по радиоактивным часам) с таким же успехом используют пары торий — свинец, уран — гелий, торий — гелий, калий — аргон.
Первым относительно времени происхождения нашей планеты высказался Ветхий завет. Там сказано хотя кратко, но зато категорично, что Земля, как и весь остальной мир, была сотворена за 4004 года до рождества Христова.
Подправил священную книгу архиепископ Иероним, который уверял, что торжественное событие сотворения Земли произошло не за 4004, а за 3941 год до того, как в заброшенных яслях появился на свет младенец Иисус.
Епископ антиохийский Феофил не мог согласиться с коллегой Иеронимом: с горячностью, явно несовместимой с саном, его преосвященство утверждал, что Земля гораздо старше: всевышний сотворил ее за 5515 лет до того события, в честь которого празднуется рождество.
И все же Августин Блаженный уточнил преподобного Феофила, заметив, что наша планета на 36 лет старше, чем считает его преосвященство.
Но окончательно все уточнил английский архиепископ Асшер, который еще в XVII веке вычислил, что Земля создана в 9 часов утра 26 октября за 4004 года до появления на свет младенца Иисуса. Как видим, у архиепископа не было серьезных расхождений с Ветхим заветом, но каковы были предпосылки, с помощью которых его высокопреосвященство определил с такой точностью время возникновения Земли, этого мы, конечно, уже никогда не узнаем. Надо полагать, что предпосылки эти были достаточно серьезны и основательны, — не верить же злым языкам, которые утверждали, что 26 октября это был день ангела архиепископа, который пожелал его таким образом увековечить.
Первая действительно научная попытка оценить возраст нашей планеты была предпринята во второй половине прошлого века виднейшим английским физиком Вильямом Томсоном (лордом Кельвином). Предположив, что в начале своего существования Земля представляла собой расплавленный шар, и зная размеры этого шара, Томсон рассчитал, сколько времени должно было пройти, чтобы этот шар остыл до нынешней температуры. Вышло 24 миллиона лет. Это было уже намного больше, чем «ветхозаветные» несколько тысяч лет, но все равно не устраивало геологов — они были уверены, что история планеты гораздо более солидная, чем выходило по расчетам Томсона.
И геологи вознамерились определить возраст Земли своим, чисто геологическим путем.
Геологи решили сыграть на солености морей и океанов. Уж они-то наверняка знали, что моря соленые не оттого, что в них селедки плавают, а потому, что реки увлекают в Мировой океан минеральные соли, вымывая их из различных горных пород. Концентрация солей в водах рек была известна. Соленость океанской воды, конечно же, определили давно. Дальше следовало прикинуть годовой сток речной и общий объем океанской воды. А раз известно, сколько солей находится в Мировом океане и сколько ежегодно пост'пает туда из рек, то, поделив первую величину на вторую, можно получить… нет, не возраст Земли, но, по крайней мере, указание, когда на планете образовались реки, моря и океаны. Вышло что-то между тремя стами миллионами и полутора миллиардами лет. Это были уже более правдоподобные величины. Но ведь какая неопределенность! В самом деле, были бы вы довольны, если бы диктор Центрального телевидения объявил: «Встреча по хоккею между сборными командами СССР и Чехословакии будет транслироваться сегодня. Начало передачи между 9 и 20 часами»?
Не приходится сомневаться, что геологи и поныне были бы преисполнены сомнений и колебаний относительно возраста Земли, не будь открыта радиоактивность. И вот в 40-х годах была проведена первая «наладка» радиоактивных часов. Теперь геологи стояли на Земле куда более уверенно, чем прежде!
Ход рассуждения геологов был очевидным: весьма вероятно, что возраст земной коры и планеты в целом не очень разнится. Поэтому необходимо определить возраст как можно большего числа различных пород и минералов. Самый древний из них и будет максимально приближаться к возрасту Земли.
Началась кропотливая работа. В геохронологические лаборатории доставлялись образцы из различных горных районов планеты, из глубинных шахт, со дна морей и океанов. В каждом из этих образцов тщательно определялось соотношение радиоактивного элемента и продукта его распада, и это позволило узнать, что…
