Η ηλικία της Γης

Ηλικία Γης - Γεωλογικός χρόνος Ηλικία Γης ονομάζεται το χρονικό διάστημα που πέρασε από τη στιγμή που η γη δημιουργήθηκε ως ουράνιο σώμα μέχρι σήμερα. Το χρονικό αυτό διάστημα, αποτελεί το γεωλογικό χρόνο.

Για ποιο λόγο μας ενδιαφέρει ο γεωλογικός χρόνος ; Απαντήσεις ….. Ιδέες …

Γεωλογικός χρόνος … Μια ιδιαίτερα δύσκολη έννοια Γεωλογικός Χρόνος Βιολογικά γεγονότα Ενδιαφέρουν τους μαθητές Μ π ορούν να α π εικονιστούν εύκολα Γεωλογικές διεργασίες Συμβαίνουν αργά και είναι δύσκολα κατανοητές

Ερωτήματα για την ηλικία της Γης Πώς υπολογίζουμε την ηλικία της Γης ; Η Γη αλλάζει στο πέρασμα των χρόνων ή παραμένει με σταθερή μορφολογία και σύσταση ; Αν η Γη αλλάζει, γιατί δεν το αντιλαμβανόμαστε ; Πώς γνωρίζουμε για την ηλικία της Γης ;

“ Βουτιά ” στις δικές μας ιδέες … Αν είχες μια μηχανή του χρόνου και μπορούσες να ταξιδέψεις στο παρελθόν, ακριβώς στο σημείο που δημιουργήθηκε η Γη, τι θα έβλεπες ? Πόσο όμοια ή πόσο διαφορετική μπορεί να είναι η Γη από αυτό που βλέπουμε σήμερα ;

Παιχνίδια με μια λωρίδα χαρτί …. 2. Γράψε στη λωρίδα τις λέξεις : ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΤΗΣ ΓΗΣ 3. Πότε νομίζεις πως εμφανίστηκε σε σχέση με τη Δημιουργία της Γης η ΠΡΩΤΗ ΜΟΡΦΗ ΖΩΗΣ ; Σημείωσε και γράψε. 1. Σημείωσε τη λέξη ΣΗΜΕΡΑ στο πάνω μέρος της λωρίδας. 4. Εδώ και πόσα χρόνια νομίζεις ότι εμφανίστηκε ο άνθρωπος στη Γη ; Σημείωσε και γράψε τη λέξη ΑΝΘΡΩΠΟΣ.

5. Πότε εμφανίστηκαν οι ΔΕΙΝΟΣΑΥΡΟΙ στη Γη ; Γράψε τη λέξη στο σημείο που θεωρείς σωστό. 6. Υπάρχουν δεινόσαυροι σήμερα ; Αν ναι, ποιοι ; Αν όχι, πότε εξαφανίστηκαν ; Σημείωσε ΤΕΛΟΣ ΔΕΙΝΟΣΑΥΡΩΝ στη λωρίδα. 7. Εδώ και πόσα χρόνια περίπου ήταν η εποχή των δεινοσαύρων ; Σημείωσε τον αριθμό.

Τα πάντα ρει... Η Γη είναι ένας πλανήτης σε συνεχή αλλαγή. Ο φλοιός της συνεχώς δημιουργείται ή καταστρέφεται. Τις αλλαγές που συμβαίνουν δεν τις αντιλαμβανόμαστε γιατί γίνονται πολύ αργά. Ο γεωλογικός χρόνος « κυλάει » πολύ διαφορετικά από τον ανθρώπινο χρόνο. Ο άνθρωπος είναι ένα από τα πιο πρόσφατα είδη της ζωής.

Υπάρχουν σημάδια της αλλαγής ; Ηφαίστεια Σεισμοί …. και τα αποτελέσματά τους ! Πώς οι άνθρωποι μπόρεσαν να αντιληφθούν ότι η Γη μεταβάλλεται και να υπολογίσουν την ηλικία της ;

Ο χρόνος στην καθημερινή ζωή VS O γεωλογικός χρόνος

Στην αναζήτηση της ηλικίας της Γης …. Τον 5 ο αιώνα μ. Χ. ο μοναχός Πανόδωρος υπολόγιζε την αρχή δημιουργίας του κόσμου σε 5493 χρόνια. Το χρονολογικό σύστημα της Κωνσταντινούπολης δέχθηκε κατά τον 8 ο αιώνα ως έτος κτίσης του κόσμου την 1 η Σεπτεμβρίου του 5508 π. Χ.. 17 ος αι. : Η Γη δημιουργήθηκε το 4000 π. Χ. Πηγή : η Βίβλος (!!!).

Οι αντιλήψεις του 19 ου αι. Μέσα του 19 ου αιώνα : Ο Ιρλανδικής καταγωγής φυσικός λόρδος Κέλβιν, έκανε μια μαθηματική προσπάθεια για να υπολογίσει την ηλικία της Γης στηριζόμενος στην επικρατούσα θεωρία της εποχής του, τη θερμοδυναμική. Η ΗΛΙΚΙΑ ΤΗΣ ΓΗΣ ΕΙΝΑΙ 24 ΕΚ. ΧΡΟΝΙΑ ….

Μέσα του 19 ου αι.: Ο Δαρβίνος διατυπώνει την υπόθεση ότι η ηλικία της Γης είναι πολύ μεγαλύτερη, γιατί οι διαδικασίες της φυσικής επιλογής και της εξέλιξης των πληθυσμών απαιτούν μεγάλα διαστήματα για να υλοποιηθούν. Η ΗΛΙΚΙΑ ΤΗΣ ΓΗΣ ΕΙΝΑΙ 300 ΕΚ. ΧΡΟΝΙΑ ΑΝΟΗΣΙΕΣ !!! Ο ΚΕΛΒΙΝ ΞΕΡΕΙ ΚΑΛΥΤΕΡΑ !!!

Η επανάσταση ! 20 ος αι. Η ανακάλυψη της ραδιενέργειας επιτρέπει την ανίχνευση της ηλικίας των πετρωμάτων με τη μέθοδο της ραδιοχρονολόγησης. Bertam Boltwood (1905), φυσικός Arthour Holmes (1920), γεωλόγος -UK J. Paterson και Caltech (1952), ερευνητές -USA

Η ηλικία της Γης είναι 4,5 δισεκατομμύρια έτη !!!!

Ραδιοϊσότοπα : Τα « ρολόγια » των ορυκτών … Μελετάται ο ρυθμός διάσπασης των : Ουρανίου (U238) σε Μόλυβδο (Pb206), Θορίου (Th 232) σε Μόλυβδο (Pb 208), Καλίου (K 40) σε Αργό (Ar39), Άνθρακα (C14) σε Άζωτο ( Ν 12)

Τι σημαίνει πρακτικά αυτό ; H ημιζωή της ποσότητας του ουρανίου (U238), που βρίσκεται σε ένα πέτρωμα, για να μετατραπεί σε μόλυβδο (Pb206) χρειάζεται εκατομμύρια χρόνια. Η ημιζωή του C14 που βρίσκεται σε ένα υπόλειμμα οργανισμού ή στο έδαφος για να μετατραπεί σε N14 χρειάζεται μόνο χρόνια.

Πώς παράγεται ο C14; Κοσμικές ακτίνες ( ακτινοβολία ) Σύγκρουση με την ατμόσφαιρα (N-14) δημιουργεί C-14 Ο C-14 συνδυάζεται με το οξυγόνο και δημιουργείται διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 )

Προσδιορισμός ποσότητας του C14 C-12 C-14 Σταθερή ποσότητα Η στιγμή του θανάτου C-12 C-14 παλαιό C-12 Σταθερή ποσότητα “ άπειρης ” ηλικίας Μη μετρήσιμος C-14  Ο C-12 είναι ένα σταθερό ισότοπο ( δεν διασπάται )  Όταν ένας οργανισμός είναι ζωντανός έχει την ιδία αναλογία (C-12 προς C-14 ) που βρίσκεται στη ατμόσφαιρα (1 τρισεκατομμύριο προς 1)

Παράδειγμα η περίπτωση του C14: Χρόνος = 0C-14 11,460 χρόνια 2 ημιζωές N-14 C-14 3/4 5,730 χρόνια 1 ημιζωή N-14 C-14 1/2 Εάν ο C-14 μεταστοιχειώνεται συνεχώς, Θα ξεμείνουμε από C-14 στην ατμόσφαιρα ;

Αναλογία C12-C14

Προσομοίωση - Εφαρμογή game = ραδιοχρονολόγηση (simulation) game

Σημαντικότητα του γεωλογικού χρόνου Η μελέτη και συνειδητοποίηση του γεωλογικού χρόνου από τον άνθρωπο σήμερα δίνει μια άλλη σημαντική διάσταση στην ανθρώπινη σκέψη για : Τη διαχρονική κατανόηση του περιβάλλοντος, Τη μεταβλητότητα και ποικιλομορφία του, και Την ιστορική πορεία του ανθρώπου μέσα σ ’ αυτό.

Αναζητώντας ίχνη του παρελθόντος … Πού ; Στα πετρώματα !!! Τα πετρώματα είναι τα σκόρπια παλαιοντολογικά « αρχεία » της ιστορίας του πλανήτη μας. Η έρευνα γίνεται δυσκολότερη όσο προχωράμε σε βάθος χρόνου.

Τα γεγονότα που έχουν συμβεί επάνω στην γη έχουν αφήσει τα ίχνη τους πάνω στα πετρώματα ως : Απολιθώματα, Αποθέσεις ιζημάτων, Εκχύσεις λαβών, Πτυχώσεις, Ρηγμάτων κ. ά..

Απολιθώματα … είναι πετροποιημένα υπολείμματα οργανισμών του παρελθόντος.

Η οργανική φύση εμφανίστηκε σε μια ορισμένη βαθμίδα της εξελικτικής διαδικασίας της ύλης, όταν σχηματίστηκαν οι πρώτες μορφές συγκροτημένης ύλης : γη, νερό, φωτιά και αέρας και μαζί τους και ο κόσμος μας. ( Δημόκριτος 5 ος π. Χ. αιώνας )

« Πόσο δίκαια δόθηκε στη γη το όνομα μητέρα …. Όλα τα πλάσματα μέσα απ ' αυτήν ξεπήδησαν …... Λιγότερο είναι ν ' απορείς που στα παλιά τα χρόνια γεννήθηκαν περισσότερα και μεγαλύτερα πλάσματα κι αναπτύσσονταν τότε που η γης κι ο αιθέρας ήταν ακόμη νέοι...». Επίκουρος

«….. Παράξενα πετροποιημένα κόκκαλα ανακαλύπτονται, που δείχνουν ότι υπήρξαν εξαφανισμένες μορφές ζωής που δεν υπάρχουν σήμερα ….». Κόμης Buffon

Η εύρεση της σειράς στην αλληλουχία των γεγονότων όπως είναι καταγεγραμμένη πάνω στα πετρώματα οδηγεί στην σχετική χρονολόγησή τους. Δηλαδή ποιο γεγονός έγινε πριν από κάποιο άλλο.

Στην φύση υπάρχουν και άλλα γεγονότα τα οποία όμως μπορούν να έχουν μια άμεση ποσοτική σχέση με τον χρόνο που πέρασε. Τέτοια φαινόμενα είναι η μετατροπή ενός ραδιοϊσοτόπου ενός στοιχείου σε ένα άλλο σταθερό. Μετρώντας τον χρόνο της μετατροπής αυτής φτιάχνουμε την απόλυτη χρονολόγηση.

Με βάση τα παραπάνω, βασικές ενδείξεις για την ηλικία της Γης είναι : Το παλαιότερο ηφαιστειογενές πέτρωμα είναι ηλικίας 3.76 δισεκατομμυρίων ετών. Μετεωρίτες ( πρωτογενή σώματα του ηλιακού συστήματος ) που προσέκρουσαν στη Γη έχουν ηλικία 4.55 δισεκατομμυρίων ετών.

Τα παλαιότερα πετρώματα στη Γη βρέθηκαν στη Γροιλανδία και η ηλικία τους είναι δισεκατομμύρια έτη. Τα παλαιότατα χρονολογημένα υγρά είναι κρύσταλλοι ζιρκονίου. Βρέθηκαν σε ιζηματογενή πετρώματα της Αυστραλίας και έχουν ηλικία 4.0 – 4.2 δις έτη.

Τα παλαιότερα σεληνιακά πετρώματα έχουν ηλικία 4.4 – 4.5 δισεκατομμύρια έτη. Μεταφέρθηκαν στη Γη με το Apollo.

Στηριγμένο σε γεωλογικά και παλαιοντολογικά δεδομένα, το μεγάλο χρονικό διάστημα της ιστορίας της Γης διαιρέθηκε με βάση μικρές ή μεγαλύτερες γεωλογικές αλλαγές σε : Γεωλογικούς αιώνες, Περιόδους, Υποπεριόδους, Εποχές Βαθμίδες.

Ονοματολογία Περιόδων και η δημιουργία της Ευρώπης

Διακρίνοντας τον γεωλογικό χρόνο ανάλογα με τους αιώνες έχουμε τον : Προκάμβριο : 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια ως 600 εκατομμύρια χρόνια. Έχουμε τον σχηματισμό της γης, τα πρώτα ιζηματογενή πετρώματα, αναερόβια βακτήρια και μικροσκοπικά φύκη. Παλαιοζωικό : 600 ως 230 εκατομμύρια έτη. Ζώα οστρακοφόρα, πρώτοι ιχθείς, χερσαία φυτά, αμφίβια, έντομα, ερπετά, πτέριδες, κωνοφόρα. Μεσοζωικό : 230 ως 63. Επικράτηση αλλά και εξαφάνιση των δεινοσαύρων, πρώτα θηλαστικά, φυτά με άνθη. Καινοζωικό : 63 ως σήμερα. Επικράτηση των θηλαστικών και ιδιαίτερα του ανθρώπου ( homo έτη homo sapiens).

O σχηματισμός της γήινης ατμόσφαιρας. 21% Οξυγόνο 78% Άζωτο ίχνη Διοξείδιο του άνθρακα Αργό

Ήταν πάντα έτσι ; Η αραιότατη πρωτόγονη ατμόσφαιρα δηλητηριωδών αερίων, με υψηλές θερμοκρασίες, βομβαρδισμό μετεωριτών, με όξινη βροχή, μόνο συνθήκες για την ανάπτυξη ζωής δεν ευνοούσαν.

4.55– 3.8 δισεκατομμύρια έτη Η επιφάνεια δεν είναι στερεή. Επικρατούν υψηλές θερμοκρασίες. Με την πάροδο του χρόνου κρυώνει. Τα ηφαίστεια εκτοξεύουν τεράστιες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα, ατμού, αμμωνίας, μεθανίου. ΔΕΝ υπάρχει οξυγόνο.

Πού δημιουργήθηκε η πρώτη μορφή ζωής ; Κατά τον Αναξίμανδρο τον Μιλήσιο (5 ος αιώνας π. Χ.) η ζωή δημιουργήθηκε στο νερό. «… Ωκεανόν όσπερ γέννεσις πάντεσσι τέτυκται ….», τα πάντα γεννήθηκαν στον ωκεανό. ( Όμηρος )

3.8 δισεκατομμύρια έτη Εμφανίζονται τα πρώτα βακτήρια. Οι πρώτες μορφές ζωής εμφανίζονται σε θάλασσες μικρού βάθους, κοντά σε θερμές οπές, που αποτελούσαν πηγές θερμότητας και ορυκτών.

Υπάρχει παρόμοιο περιβάλλον σε βάθος 3-5 χιλιομέτρων στις μεσοωκεάνιες ράχες που ευνοεί την ανάπτυξη θερμόφιλων βακτηρίων.

Ένα βήμα πριν τη φωτοσύνθεση …. Ηωβακτήριο (Eobacterium isolatum), το πρώτο βακτήριο της αυγής, δηλαδή της αρχής της ζωής, ( ηώς = αυγή ) Αρχαιοσφαιροειδές (Archaeosphaeroides barbertonensis) Ένα είδος κυανοφύκους ηλικίας 3,5 δισεκατομμυρίων χρόνων

Στα βήματα της φωτοσύνθεσης … Οι πρώτοι γνωστοί φωτοσυνθετικοί οργανισμοί : Φύκη (Gunflintia, Entosphaeroides κ. ά.) Χώρος : λίμνη Superior στα σύνορα ΗΠΑ και Καναδά - πετρώματα του σχηματισμού Gunflint.

Μεγάλης σπουδαιότητας γεγονός είναι ότι τα φωτοσυνθετικά κυανοφύκη της εποχής εκείνης, δηλαδή στο μέσο Προκάμβριο, τροφοδοτούσαν την ατμόσφαιρα με οξυγόνο, μεγάλο άλμα στην εξέλιξη της ζωής και της ατμόσφαιρας.

3 ο εξελικτικό μονοπάτι : γέννηση Απολιθώματα του γεωλογικού σχηματισμού των πικροπηγών Bitter Springs, Νότια Αυστραλία, στην κοιλάδα του Αμαδαίου. Είδη χλωροφυκών με πυρήνα, ( ευκαρυωτικά ή εμπύρηνα κύτταρα ), χίλιες φορές μεγαλύτερα από τα βακτήρια. Διακρίνονται στάδια μιτωτικής διαίρεσης, δηλαδή διαίρεσης του πυρήνα.

Το Όζον ( Ο 3) Παράλληλα με την εμφάνιση του πυρήνα, στο τέλος του Προκαμβρίου, είχε συμπληρωθεί βαθμιαία η ατμόσφαιρα με αρκετό οξυγόνο, για να σχηματισθεί το όζον ( Ο 3) και η οζονόσφαιρα, που σαν ασπίδα προστάτεψε τη ζωή από την καταστρεπτική υπεριώδη ακτινοβολία του ήλιου.

Ο γεωλογικός χρόνος και οι μαθητές Η κατανόηση του γεωλογικού χρόνου είναι εξαιρετικά δύσκολη έννοια για τους μαθητές ( και για τους ενήλικες ) Χωρίς την κατανόηση του « δισεκατομμύρια » είναι αδύνατη η κατανόηση της « ζωής της Γης » Πρόκειται για μια σημαντική έννοια γιατί μόνο μέσα από αυτή οι μαθητές καταλαβαίνουν τη συνέχεια των γεγονότων, την εξέλιξη, τη διαδοχή των γεγονότων, την κλίμακα του ανθρώπου στην ιστορία της Γης.

Εναλλακτικές ιδέες Διαγράμματα – παραστάσεις του τύπου της σπείρας που δίνουν έμφαση στα τελευταία εκατομμύρια χρόνια και εικονίζουν το παρελθόν προς το κατώτερο σημείο της σπείρας είναι δυνατό να οδηγήσουν σε εναλλακτικές ιδέες.

Flinstones….

Jurassic park

Η Αριθμητική παιδεία βελτιώνει την κατανόηση των βιολογικών και γεωλογικών εννοιών. Η κατανόηση των δισεκατομμυρίων, βοηθά τους μαθητές να εκτιμήσουν ότι κατά το μεγαλύτερο μέρος των δύο πρώτων δισεκατομμυρίων χρόνων της ζωής στη Γη, οι μόνοι ζωντανοί οργανισμοί ήταν μονοκύτταροι προκαρυωτικοί. Αυτό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να αναθεωρήσουμε την ανθρωποκεντρική άποψη για τον κόσμο, υπενθυμίζοντας ότι η συντριπτική πλειοψηφία της ιστορίας της ζωής στη Γη είναι η ιστορία των μονοκύτταρων οργανισμών.

Παιχνίδια με γνωστά στους μαθητές μεγέθη αποδεικνύονται ιδανικά για την κατανόηση του Γεωλογικού χρόνου. Π. χ. Ένα γήπεδο ποδοσφαίρου ( διάδρομος τρεξίματος ) είναι η ζωή της Γης. Πού θα βάλουν τους πρώτους μονοκύταρους οργανισμούς ; Πού θα βάλουν τον άνθρωπο ; Πού θα βάλουν τους δεινοσαύρους ; Όμοια με σελίδες βιβλίου / ημερολόγιο κτλ.

Τα σχολικά βιβλία Γεωγραφίας και η ηλικία της Γης … Ε΄ Δημοτικού : 0 αναφορές ΣΤ΄ Δημοτικού : 0 αναφορές

Α΄ Γυμνασίου

Αν η Γη ήταν ένα ρολόι Οι άνθρωποι των σπηλαίων θα είχαν γνωρίσει τους δεινόσαυρους ;

Α΄ Γυμνασίου – τετράδιο εργασιών

Β ’ Γυμνασίου

Β΄Γυμνασίου – κεφ. 2 σελ. 27