4,56 miljard jaar geleden ontstond de planeet waar wij op wonen. Maar: niemand van ons zag het gebeuren. Hoe kunnen we dan weten hoe oud de aarde is?
De aarde is net iets jonger dan de zon, vertelt Wim van Westrenen, hoogleraar planeetevolutie aan de Vrije Universiteit Amsterdam. ‘Net iets jonger’ betekent in de geologie overigens nog altijd zo’n honderd miljoen jaar. Eerst ontstonden de gasplaneten Jupiter en Saturnus en de ijsreuzen Uranus en Neptunus. Dat gebeurde binnen vijf miljoen jaar na de vorming van de zon, zo’n 4,6 miljard jaar geleden. Meer tijd was er niet, laten berekeningen zien. Want dan zou het gas verdwenen zijn.
De kleine rotsplaneten Mercurius, Venus, Aarde en Mars konden er veel langer over doen: vast materiaal kan langer blijven rondcirkelen. “Het duurde meer dan honderd miljoen jaar voordat de aarde af was.” 4,56 miljard jaar geleden was het zo ver, leert een kleine zoekopdracht op internet. Waar komt dat getal vandaan?
Atomen tellen
Wie wil weten hoe oud de aarde is, kan bijvoorbeeld de leeftijd van de oudste gesteenten bepalen. Daarvoor kijk je naar radioactief verval van het materiaal, legt Van Westrenen uit. Het gesteente bestaat uit atomen, die in verschillende vormen kunnen voorkomen. Die vormen noemen we isotopen. Bij radioactief verval valt de atoomkern uiteen en verandert de isotoop van een ouder-isotoop in een dochter-isotoop. De snelheid waarmee dat gebeurt, is bekend. “Vervolgens moet je atomen tellen.” Als je weet hoeveel ouders en hoeveel dochters er in een gesteente zitten, kun je de leeftijd daarvan berekenen.
“Als je alleen maar ouders vindt, weet je: die steen is vandaag gevormd”, zegt Van Westrenen. Vind je alleen dochters? Dan weet je niet hoe oud het gesteente is. Want je weet niet wanneer de laatste ouder-isotoop is vervallen naar een dochter-isotoop. “In de praktijk vinden we altijd zowel de ouders als de dochters”, aldus de hoogleraar. “Maar het is wel belangrijk dat het gesteente de dochters goed vasthoudt.” Als de dochter-isotoop bijvoorbeeld vervliegt, kun je die niet meten.
Zirkoon is een heel geschikt mineraal voor zo’n radiometrische datering, vertelt Van Westrenen: “Moeilijk kapot te maken.” Zirkoonkristallen zitten vaak in andere stenen. “Je moet de steen verpulveren. En dan onder de microscoop naar zirkoon zoeken.” Er is wel een probleem: “De aarde is heel goed in het vernietigen van de eigen geschiedenis.” Bergen slijten door weer en wind. Stenen rollen naar beneden en belanden via rivieren in zee. Ze worden zelfs terug opgenomen door de aarde, gesmolten en dan staat de klok weer op nul.
Maar het onderzoek gebeurt wel degelijk. “Elk jaar is er wel een nieuw record.” Het oudst gevonden gesteente, uit Australië, is gedateerd op 4,4 miljard jaar oud. Dat is geen 4,56 miljard. Hoe komen we aan dat cijfer? “Het is opvallend dat je dat getal overal ziet”, vindt Van Westrenen. Het is namelijk niet zozeer de leeftijd van de aarde, het is de ouderdom van de bouwstenen van de aarde.
Oude bouwblokken
Het bouwmateriaal voor de rotsplaneten Mercurius, Venus, Aarde en Mars vliegt nog steeds door de ruimte. Af en toe ploft er zo’n bouwblok neer op aarde. We noemen ze meteorieten. “Meteorieten zijn het oudste materiaal dat we kennen in het zonnestelsel”, legt Van Westrenen uit. Hun ouderdom kunnen we heel nauwkeurig bepalen. “Of ze nou van steen of van metaal zijn, ze zijn allemaal ongeveer even oud.” Het is die bekende 4,56 miljard jaar. “We weten: de zon zal iets eerder ontstaan zijn dan de meteorieten. De aarde-achtige planeten iets later.”
Het ontstaan van de aarde begon dus 4,56 miljard jaar geleden. Maar wanneer zeg je: nu is de planeet klaar? De laatste grote toevoeging van massa was een enorme klap waarbij een andere planeet op de oeraarde knalde, legt Van Westrenen uit. “Ongeveer tien procent van het huidige gewicht van de aarde kwam er toen bij.” Een hele hoop ander puin belandde in een baan rond de aarde. “Daaruit ontstond de maan.” Veel wetenschappers zien deze gebeurtenis als sluitstuk in het ontstaan van de aarde.
“De vraag hoe oud de aarde is, wordt nu: hoe oud is de maan?”, zegt Van Westrenen. Dankzij de Apollo-missies kunnen we de leeftijd van de maan meten. Want de Amerikaanse astronauten brachten maanstenen mee naar de aarde en die kunnen we dateren. Al is er nog altijd geen definitieve leeftijd vastgesteld van de maan. “De maanstenen zijn nog niet allemaal onderzocht. Regelmatig verschijnt er een nieuwe studie, met nog ouder gesteente. Dan verandert de leeftijd van de maan.”
De laatste grote toevoeging van massa aan de aarde zien veel wetenschappers als officiële startdatum van onze planeet
University of CopenhagenIn oktober 2023 stond de teller op 4,46 miljard jaar. Dat betekent dat de aarde geen 4,56 miljard kaarsjes mag uitblazen, maar 4,46 miljard. En misschien hebben de Amerikaanse maanwandelaars de oudste stenen wel laten liggen. “Ze zijn maar op een paar plekken geweest.” In 2026 gaan er weer mensen naar de maan, als alles volgens plan verloopt. Misschien komen ze wel terug met oudere stenen. Dan krijgt de aarde er weer wat kaarsjes bij.
