Скорость радиоактивного распада остается постоянной: за четыре с половиной миллиарда лет половина общего количества атомов урана переходит в гелий и свинец. Подобные превращения (но с другими скоростями) идут во всех радиоактивных элементах.
Частички радиоактивного минерала начинают отмерять время в тот самый момент, когда расплавленная (или распыленная) горная порода каменеет. Радиоактивные частички оказываются в каменном тайнике, замурованные в прочном каземате.
Они не могут покинуть свою темницу. И, распадаясь, образуют новые минералы, накапливают их возле себя. С каждым годом откладывают горсть новых атомов. Чем больше их накопилось, тем больше прошло времени. Атомные часы работают.
Чтоб определить по этим часам возраст слоя (с того момента, как он затвердел), следует раздробить образец горной породы, добраться до «хранилища времени» и подсчитать, сколько там осталось радиоактивного минерала (например, урана-238) и сколько образовалось устойчивого минерала (например, изотопа свинца-206).
Известна формула, позволяющая по этим данным определить возраст образца горной породы. (Она просто и понятно выводится в книге П. Харлея «Возраст Земли».)
Имеются самые разные «радиоактивные часы». Одни из них отсчитывают миллиарды лет (например, ураново-свинцовые, калиевые или ториевые), другие — миллионы (один из изотопов урана), третьи — десятки тысячелетий (радиоактивный углерод).
Теперь проверены показания множества атомных часов, заключенных в самых разных породах. Подсчитано, что гранитам Балтики два миллиарда лет. Породы почти того же возраста встречаются на Украине. А в Южной Африке обнаружили и более древних «стариков» — до 2,6 миллиарда лет!
Другие атомные часы, отмеряющие небольшие промежутки времени, помогают археологам. Например, с помощью их подсчитан возраст деревянной ладьи из гробницы египетского фараона Сезостриаса III — 3621 год.
Атомные часы — самые точные, самые равномерные в геологии. Они позволяют геологам измерять время привычными, ровными единицами — годами. Поэтому их называют абсолютными. Возраст пород, вычисленный (в десятках, тысячах, миллионах лет) по этим «часам» (или по количеству годовых слоев в озерных или морских отложениях), называется «абсолютным геологическим временем».
Все часы, с которыми мы познакомились, подарены геологам химиками, физиками, астрономами. Но есть у геологов и собственные часы «оригинальной конструкции». Главная их особенность — неравномерный ход. Иной раз отмеряют они короткие промежутки времени, другой раз — длинные. Никакой устойчивости!
Эти часы — палеонтологические.
Каждый слой содержит свои особенные, подчас неповторимые остатки живых существ. По ним видно, как изменялось в течение истории Земли все живое на ней.
Миллионы, миллиарды лет нашу планету покрывает тонкая пленка жизни. Растения, животные, микробы — все они вместе, словно гигантский организм, изменяются со временем. Одни из них умирают (миллионы живых существ!), другие рождаются.
В самых древних слоях не удается отыскать следов жизни. Это — первый этап истории.
Следующие слои сохранили остатки бактерий и простейших водорослей. Это — второй этап истории нашей планеты.
Появились многоклеточные водоросли — третий этап. Возникли черви, губки, медузы — четвертый. И так далее.
Такими часами, конечно, не отсчитаешь столетия. Эти часы не имеют цифр. И все-таки до сих пор именно по ним определяется геологическое время. Ведь главное — не арифметический счет годов. Главное — отмечать важнейшие этапы жизни Земли. А затем уже можно сравнить, какой из них продолжительнее, а какой короче.
Атомные часы похожи на механические, обычные наши часы. Они равнодушно, равномерно отсчитывают одинаковые промежутки времени.
Но какая польза от башенных курантов, которые терпеливо отзванивают каждые полчаса в безлюдном городе? Какая польза от стенных ходиков, стучащих в заколоченном наглухо доме?
Так же бесцельны и атомные часы, если показания их не связываются с историей Земли. Они только дополняют геологический календарь, где счет ведется от одной знаменательной даты к другой.
Самые большие отрезки геологического времени называются эрами. Они дробятся на отрезки поменьше — периоды.