Když se ve středověku odhadovalo stáří Země, měli učenci jasné vodítko, Bibli. Resumé bylo jasné, Bůh Zemi stvořil před nějakými pěti či šesti tisíci lety.
Vědci postupně začínali tušit, že Země bude o kapánek starší. Průlom v této otázce udělal Angličan William Thomson, veřejnosti více známý jako lord Kelvin.
Desetiletý vysokoškolák
William Thomson přišel na svět 26. června 1824 v severoirském Belfastu. Jeho otec byl ve své době uznávaným vědcem, věnoval se přírodní filosofii. Poté, co získal post profesora matematiky na universitě v Glasgow, nechal svého teprve desetiletého syna na tuto akademii zapsat.
Malý William měl pro studium evidentní nadání, ve svých 16 letech studium v Glasgowě úspěšně ukončil a poté zamířil na slavnou Cambridge. Thomsonovi bylo teprve 22 let, když přebíral již druhý univerzitní diplom a podobně jako jeho otec se stal profesorem přírodní filosofie, dnes bychom řekli přírodních věd.
Vrátil se do Glasgow a působil zde dalších více než 50 let. Nicméně, jeho talent a věhlas se po Evropě rychle šířil. Stal se uznávaným fyzikem i elektroinženýrem, o tom, že byl vědeckou obcí uznáván, svědčí i fakt, že byl pětkrát po sobě zvolen předsedou Královské londýnské společnosti.
Posedlost měřením
Thomson byl přímo posedlý měřením všeho, co mu přišlo pod ruku. V jedné ze svých prací napsal: „Můžete to změřit? Můžete to vyjádřit číslem? Můžete pro to vytvořit model? Pokud ne, vaše teorie je založena více na představivosti než na vědomostech.“
Byl i vynálezcem. Vylepšil námořní kompas, vytvořil přístroj, který předpovídal příliv a odliv, a pod jeho rukama samozřejmě vznikalo velké množství měřičů či měřidel. I díky Thomsonovým vynálezům byl v roce 1866 úspěšně položen první transatlantický telegrafní kabel.
V roce 1882 se William Thomson stal lordem Kelvinem. Není divu, že jeho dílo, absolutní teplotní stupnice, která se ukázala ve fyzice obzvlášť užitečná, nese jeho jméno, Kelvinova.
Kacířská myšlenka
Thomsona však zajímala i otázka stáří Země. Jak jsme již zmínili, bylo všeobecně rozšířené přesvědčení, že Země je stará asi 6 000 let. Irský biskup James Ussher, který žil v 17. století, po studiu Bible došel k závěru, že Země byla stvořena v roce 4004 před Kristem.
Anglický teolog William Whiston (1667 – 1752) šel ještě dál. Mimo jiné vypočítal, že slavná biblická potopa světa se odehrála ve středu 28. listopadu ve stejném roce, jaký uváděl Ussher.
Jenže tyto a podobné teorie začínaly mít časem vážné trhliny. Francouz Benoit de Maillet (1656 – 1738) si všiml výkyvů v úrovni hladiny moře a vyslovil kacířský údaj. Podle něj byla Země stará dvě miliardy let!
Britský geolog Charles Lyell (1797 – 1875) pak přišel s myšlenkou, že tvář Země není neměnná, jak se do té doby předpokládalo. Měl za to, že vše na Zemi je výsledkem působení přirozených sil. Tento myšlenkový směr byl nazván uniformitarismem. A do této situace vstoupil William Thomson alias lord Kelvin.
Vychladne Země?
Čím hlouběji se člověk prokope do Země, tím cítí větší teplo. Thomson si tohoto poznatku byl přirozeně vědom. Tento jev vysvětloval tak, že teplo ze Země uniká a vzhledem k tomu, že se neobnovuje, je tedy nutností, že jednoho dne Země vychladne zcela. Skrze tuto ideu Thomson přišel s druhým zákonem termodynamiky – zjednodušeně řečeno určitou část energie nelze proměnit na práci. Po objevení tohoto zákona bylo nad slunce jasné, že sen mnoha vynálezců sestrojit perpetum mobile je nesplnitelný.
Thomson předpokládal, že původně byla Země součástí Slunce. Odpoutala se od něj a od té doby se pomalu ale jistě ochlazuje. Na základě této teorie se pokusil vypočítat stáří Země. V roce 1846 publikoval studii, ve které tvrdil, že Země putuje vesmírem 100 milionů let. Aby nemohl být snadno napadán, rozšířil rozpětí na 20 až 400 milionů let.
Evoluce nebo meteority?
I kdyby se použila Thomsonova horní hranice, tedy 400 milionů let, některé pozemské procesy by se jen stěží daly vysvětlit. Ihned se tedy ozvali geologové a rovněž zastánci Darwinovy evoluční teorie byli důrazně proti. Ostatně, Thomson myšlenku evoluce nikdy nepřijal, což ovšem neznamená, že by byl jejím odpůrcem (kreacionistou), jak někteří podporovatelé teorie stvoření rádi tvrdí.
Thomsona si vzal na mušku nám z minulého dílu seriálu dobře známý Thomas Huxley, zastánce teorie evoluce. Jejich debata se postupem času stočila až k původu života na Zemi.
Výměna názorů byla vysoce fundovaná, ale Huxley si občas neodpustil malé rýpnutí: „Thomsonovo stvoření světa? Všemohoucí Bůh sedí jako líný chlapec na pobřeží a uhýbá před meteority se zárodky, které většinou minou, ale tu a tam někdy trefí Zemi.“ Thomson byl totiž přesvědčen, že život na Zem přinesly meteority.
Nicméně, Thomson, i přes ojedinělé protesty, získal na svou stranu jak většinu vědecké obce, tak i veřejnosti. Nejvíce tím trpěla teorie evoluce, protože podle ní potřebovaly druhy ke svému vývoji více než nějakých 100 milionů let.
Ač byly Thomsonovy myšlenky přednášeny po univerzitách celého světa jako jasná fakta, postupem času se začaly stávat udržitelnými. Na sklonku svého života začal pochybovat dokonce i sám Thomson.
Lord Kelvin se zmýlil!
V roce 1896 francouzský fyzik Antoine Henri Bercquerel (1852 – 1908) studoval fluorescenci uranových solí. Výsledkem jeho zkoumání byl objev přirozené radioaktivity. Becquerel si všiml změn na fotografické desce, která přišla do styku s uranovými solemi bez přístupu světla. Usoudil, že z uranových solí vychází neviditelné záření – v roce 1903 dostal Becquerel spolu s manželi Curieovými Nobelovu cenu za fyziku za zkoumání radiačních jevů.
Becquerel se sice nevložil přímo do debaty o stáří Země, ale jeho objev učinil zásadní krok k popření Thomsonovy teorie. Postupně bylo zjišťováno, že radioaktivní prvky se dokážou proměňovat. Americký chemik a fyzik Bertram Boltwood (1870 – 1927) v roce 1907 publikoval práci, ve které upozoril, že pokud se určí množství olova v uranové rudě, je pak možné určit stáří horniny. Doba rozpadu uranu na olovo je totiž známa, tedy, čím více je v hornině olova, tím je hornina starší.
Dnes víme, že nejstarší hornina, nalezená na Zemi, je stará 4,3 miliardy let. Tedy, přinejmenším takové bude i stáří Země, ovšem, dá se předpokládat, že naše planeta existuje ještě déle. Koneckonců, stáří sluneční soustavy se odhaduje na 4,6 miliard let.
Je všechno jinak?
William Thomson ale nemohl mít ponětí o tom, co vědí dnešní vědci. Například současná americká geochemička Debra Stakesová říká: „Většina geologických procesů v dřívějších stádiích mohla být biologicky zprostředkována, což narušuje naše modely pro anorganickou termodynamiku. Byli nalezeni mikrobi, kteří prosperovali v hloubce 4 km při teplotě 100oC. Stále více se ukazuje, že mikrobi žijící hluboko pod povrchem mohli sehrát dominantní roli při vytváření hornin, půdy, kovů, ale i plynů či kapalin.“ V dějinách Země se tak můžeme dovědět ještě řadu překvapujících věcí.
Lord Kelvin je i přes svůj omyl velkou postavou světové vědy. Zemřel v roce 1907 a pochován je ve Westminsterském opatství v Londýně. Po jeho boku leží Isaac Newton a nedaleko od něj odpočívá jeden z jeho rivalů Charles Darwin.
Spisovatel na scestí
Spor o stáří Země byl pro veřejnost natolik zajímavý, že se do něj zapojovali i mnohé osobnosti z nevědeckého světa. Jednou z nich byl i známý spisovatel Mark Twain, který prohlásil: „Někteří z velkých vědců na základě pečlivého vyhodnocení údajů poskytovaných geologií dospěli k přesvědčení, že náš svět je nesmírně starý, a možná mají pravdu, ale lord Kelvin si je jist, že není tak starý, jak si oni myslí. A jelikož lord Kelvin je největší žijící vědeckou autoritou, myslím, že mu musíme dát přednost a přijmout jeho názor.“
Vida, jak obdiv k určité osobnosti může i tak bystrý mozek poslat na scestí. Ostatně, i dnes jsme častokrát svědky podobného myšlení.
Dvakrát měř…
Lord Kelvin byl zastáncem metrického systému, měření v pintách nebo v yardech považoval za barbarské. Rozdíl mezi měrnými soustavami se mu málem stal osudným a jen jeho zájem o měřící postupy mu zachránil život.
Při ukázce během přednášky způsobila záměna jednotek mezi dvěma soustavami to, že do pušky, se kterou experiment probíhal, bylo vloženo dvojnásobné množství střelného prachu. Pokud by Thomson zmáčkl spoušť, puška mu mohla v rukou explodovat. Naštěstí jeho pedantská povaha a pozornost pro detaily ho přiměla k tomu, aby množství prachu ještě před pokusem zkontroloval.
