Húsz- és negyvenmillió év, Lord Kelvin 1897-ben ennyi időt engedett a Föld múltjának. A geológusok szerint ebbe aligha fért bele mindaz, amit a kőzetekben láttak. A tekintélyes fizikus számításának gyenge pontját végül egykori munkatársa világította meg.
Ha egy forró tárgy lassan kihűl, a hőmérsékletéből következtethetünk arra, mennyi ideje veszít hőt. William Thomson, a későbbi Lord Kelvin ezt a gondolatot alkalmazta a Földre. A bolygó belseje meleg, felszíne jóval hidegebb: a különbségből és a kőzetek hővezetéséből megpróbálta visszaszámolni a lehűlés idejét.
Elképzelésében a kezdetben forró Föld kívülről fokozatosan lehűlt. A hidegebb külső réteg egyre vastagodott, miközben a belső hő vezetéssel haladt kifelé. Ha sikerül meghatározni ennek ütemét, a bolygó múltja is számszerűsíthetővé válik. A természet történetéhez egy képzeletbeli hőmérő szolgált volna óraként.
A vállalkozás súlyát Kelvin tudományos tekintélye is növelte. A vita azonban nem csendesedett el az egyenletek láttán. A geológusok az üledékek felhalmozódásából, a rétegsorokból és a felszín lassú átalakulásából hosszabb múltra következtettek.
Kelvin többször módosította becslését, majd 1897-ben húsz- és negyvenmillió év közé szűkítette az időtartamot. Arthur Holmes geológus 1913-as történeti áttekintése szerint ezt a határt a földtani kutatók többsége összeegyeztethetetlennek tartotta saját tudományának követelményeivel. A fizika és a geológia ugyanannak a bolygónak két nehezen összeilleszthető történetét mondta el.
A kellemetlen kérdést John Perry fogalmazta meg. Kelvin egykori munkatársa 1895-ben arra mutatott rá, hogy a számítás eredménye alapvetően függ attól, hogyan jut a hő a Föld belsejéből a felszín közelébe.
Ha odabent a hőszállítás hatékonyabb, mint a külső rétegben, a belső hőtartalék jóval tovább fenntarthatja a megfigyelt hőmérsékleti viszonyokat. A felszín alatt mért értékek így sokkal idősebb Földdel is összeegyeztethetők. A bolygó belsejének anyagáramlása, a konvekció éppen ilyen különbséget jelentett.
Perry ellenvetése nem kapta meg a jelentőségéhez mérhető figyelmet. Pedig megmutatta: a gondot a Föld működéséről alkotott leegyszerűsített kép okozza. A gondosan levezetett egyenlet csak arra a világra ad választ, amelyet a kiinduló feltételezések leírnak.
Ezért pontatlan az a népszerű történet, amely Kelvin tévedését egyszerűen azzal magyarázza, hogy nem ismerte a radioaktív bomlás hőtermelését. A radioaktivitás valóban fontos a Föld hőháztartásában, ám Perry már a felfedezése előtt felismerte a belső hőszállítás jelentőségét. Ezt a gyakran elfeledett fordulatot Philip England, Peter Molnar és Frank Richter tudománytörténeti elemzése is hangsúlyozza.
A biztosabb kormeghatározást később a radioaktív izotópok vizsgálata alapozta meg. Az atommagok átalakulásának ismert üteme új időmérőt adott a kutatók kezébe. Clair Patterson 1956-os tanulmányában a meteoritok és a földi ólom izotópviszonyaira támaszkodva mintegy 4,55 milliárd éves kort állapított meg.
A Föld ma elfogadott kora körülbelül 4,54 milliárd év, több mint százszorosa Kelvin késői becslése felső határának. A bolygó múltja végül kiszabadult a túl szűkre szabott időkeretből. Kelvin képzeletbeli órája pontosnak látszott – csak a Föld belsejében másként járt az időmérés alapjául választott hő.
Forrás: American Scientist; Arthur Holmes: The Age of the Earth; Geochimica et Cosmochimica Acta; USGS.
