在日常生活中 , 我们想要知道一个人的年龄只要知道他的出生年月日就可以;想要知道一个文明延续了多久 , 只需要从文献中找到记载即可 。
然而 , 想要知道地球的年龄 , 对于人类而言是一件非常困难的事情 。 这是因为在地球刚刚诞生之初 , 地球上没有任何生命 , 自然也没有留下任何痕迹和记载 , 以至于在过去很长一段时间 , 关于地球年龄的说法众说纷纭 。
而现如今 , 科学家们通过一系列的计算发现 , 地球诞生于45.5亿年前 , 宇宙诞生于138亿年前 , 那么问题来了:为什么没有一个人从地球诞生一直活到现在 , 科学家就敢断定地球已经有45.5亿年的历史 。
测算地球年龄
其实 , 测算地球年龄这件事很早之前就有人做过 , 不过他们依照的并不是科学研究 , 而是《圣经》 , 这其中的翘楚是爱尔兰大主教厄谢尔 , 1658年 , 厄谢尔通过《圣经》里的纪年研究发现 , 地球诞生于公元前4004年10月22日 。
在当时 , 宗教承担着解释世界万物运作的工作 , 所以这一说法很快地在信徒中传播开 。 但这种说法很快被当时的科学家们质疑(在当时科学家们并不称呼自己为:科学家 , 而是自然哲学家) 。
后来 , 罗伯特·胡克通过化石研究发现 , 化石并不是与某些生物长相很像的石头 , 而是本来就是生物的遗骸 , 在地质变化中被埋藏在地球内部 , 直到被重新发掘出来 , 而这一过程绝不是简简单单几千年的时间就可以完成的 。
博物学家布封认为 , 地球很可能是彗星从太阳中扯出一小块融化的物质 , 然后形成了地球 。 但有一个问题是 , 太阳中的物质温度异常地高 , 当这些物质降落到地球表面时 , 需要非常长的冷却时间 。
布封通过计算像地球这么大的熔融物质 , 想要冷却到现有温度需要多久 , 根据计算结果显示 , 地球至少有75000年的历史 。 尽管这一数字和现如今科学家们计算的数据不符 , 但已经是从科学角度思考问题 , 并通过实验来论证答案的先驱 。 多说一句 , 有人说牛顿也曾经这样计算过地球年龄 , 不过由于这种测量方法存在较大的误差 , 因此没有被采纳 。
除了布封之外 , 莱伊尔、赫顿、开尔文勋爵等都想要测量地球的年龄 , 但受限于时代他们都没能真正测算出地球真实的年龄 , 直到放射性测定年代法的出现 。
放射性测定年代法
早在1896年时 , 亨利.贝克勒尔就发现了放射性状 。 以铀为例 , 铀的原子核较大 , 其携带的质子较多 , 质子都是带正电的 , 由于同种电荷相排斥 , 会使得铀原子核变得不稳定 , 直到铀原子核发生解体 , 释放出高能电子或电磁波 , 解体之后的铀原子核内质子数会减少 , 原子序数变小 , 因此 , 会衰变成铅 。
卢瑟福就发现 , 虽然我们不知道铀何时会裂变成铅 , 但是放射性物质有自己的衰变周期 , 我们只需要知道一个物质的放射性周期 , 再根据该元素的混合物以及它的衰变物 , 比如:铀会衰变成铅 , 科学家们需要知道这些物质的比例 , 再根据该元素的衰变周期就可以计算出它的年龄 。 (实际工作非常复杂 , 涉及的专业非常多) 。
不同的放射性物质的半衰期是不同的 , 但科学家们可以从实验室中计算出它的半衰期 。 卢瑟福敏锐的感觉到放射性测年法可以被当作地质钟 , 于是他在1904年测量了一份铀样本 , 结果得出结:地球有5亿年的历史 。
现如今我们知道 , 这种说法也是不正确的 。 直到美国曼哈顿计划的提出 , 人类才真正地测算出了地球的年龄 。
我们知道 , 曼哈顿计划就是制造原子弹 , 原子弹的原理也是核裂变 , 为了制作原子弹 , 科学家们必须精确分辨出铀的同位素 , 这样才能生产出纯铀235样本 。
当科学家们能够准确分辨铀的同位素时 , 就能够通过放射性测年法来测量地球的年龄 。 最终在1953年时 , 克莱尔.彼得森通过一块铁陨石测出地球年龄45.5亿年 。
【科学|没有人从地球诞生活到现在,专家凭什么说地球年龄是45亿年?】之所以要使用陨石测量地球年龄 , 是因为地球经常发生板块运动 , 火山运动以及生物运动 , 使得地球上的岩石不断被重塑 。 陨石是太阳系刚刚形成之初的物质 , 它没有被破坏 , 因此它的年龄最为古老 , 由此可以计算出地球刚形成时的年龄 。
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