Radiometrisch dateren: Clair Patterson
Negentiende-eeuwse geologen zagen in dat rotsen zich langzaam vormden doordat bergen erodeerden en sedimenten afgezet werden op de oceaanbodem. Maar ze konden niet zeggen hoelang zulke processen precies hadden geduurd, en dus hoe oud hun fossielen waren. Darwin had geargumenteerd dat de aarde immens oud was – wat zijn geleidelijk proces van evolutie een zee van tijd gaf om zich te voltrekken. De fysicus Lord Kelvin had tegengeworpen dat de aarde in feite relatief jong was – misschien 20 miljoen jaar oud. Hij kwam tot dit cijfer door in te schatten hoe lang het voor de planeet zou hebben geduurd om tot haar huidige temperatuur af te koelen vanaf haar gesmolten kindertijd. Maar Kelvin wist niet en kon niet weten dat radioactieve atomen zoals uranium vervielen en de planeet warmer hielden dan ze anders zou zijn.
Een oudere aarde
In het begin van de twintigste eeuw deden fysici een revolutionaire ontdekking: elementen zijn niet eeuwig. Atomen kunnen zich samenvoegen om nieuwe elementen te creëren; ze kunnen ook spontaan vervallen, waarbij ze subatomaire deeltjes afvuren en van één element in een ander veranderen tijdens het proces (Fig. 1). Terwijl sommige fysici deze ontdekkingen gebruikten voor toepassingen gaande van nucleaire wapens tot nucleaire geneeskunde, pasten andere deze toe om de natuurlijke wereld te begrijpen. De zon werd ooit geacht te branden als een koolvuur, maar fysici toonden aan dat ze in feite energie genereert door atomen tegen elkaar te slaan en nieuwe elementen te creëren. De oorspronkelijke stofwolk die de aarde zou vormen bevatte onstabiele atomen, bekend als radioactieve isotopen. Sinds haar geboorte vervallen deze isotopen en geven ze energie vrij die hitte toevoegt aan de binnenkant van de planeet.
fig 1: Radioactieve elementen vervallen, waarbij ze deeltjes en energie vrijgeven
Radioactiviteit gaf ook de geschiedenis van het leven een absolute kalender. Door de atomen te meten die in rotsen geproduceerd worden door dit verval, waren fysici in staat hun leeftijden in te schatten (rechtsboven). En door de proporties van die atomen te vergelijken met de atomen in meteorieten, konden ze inschatten hoe lang geleden het was dat de aarde zich samen met de rest van het zonnestelsel vormde. In 1956 kondigde de Amerikaanse geoloog Clair Patterson (1922-1995, Fig. 2) aan dat de aarde 4,5 miljard jaar oud was. Darwin had eindelijk de luxe van de tijd gekregen waar hij zo naar smachtte.
fig. 2: Clair Patterson
Oeroud leven
De data die radioactieve klokken op de evolutionaire geschiedenis hebben gezet, zijn verbazingwekkend. Het leven is meer dan 3,5 miljard jaar oud, en tot ongeveer 600 miljoen jaar geleden werd de planeet gedomineerd door bacteriën. Radioactieve klokken hebben getoond dat evolutie haar tempo kan veranderen – de Cambrische explosie van ongeveer 535 miljoen jaar geleden zag de relatief snelle opkomst van vele belangrijke diergeslachten in slechts enkele miljoenen jaren. Zoogdieren, die voor 150 miljoen jaar kleine wezens van knaagdiergrootte waren geweest, evolueerden snel tot massieve proporties in het zog van de Krijt-Tertiair extinctie 65 miljoen jaar geleden. Geologische tijdopname blijft een levendige wetenschap, waarin constant nieuwe methoden het daglicht zien. Sommige van deze methoden hebben geholpen om de evolutie van onze hominide voorouders vast te leggen; anatomisch moderne mensen evolueerden ongeveer 100,000 jaar geleden. Hoewel 20 keer ouder dan de aarde ooit werd geacht, is dit een geologische oogwenk.
Over deze tekst Deze tekst werd met toestemming van de beheerders van de website http://evolution.berkeley.edu/ vertaald. De oorspronkelijke URL is http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/0_0_0/history_23
http://evolution.berkeley.edu/
Wim Boey