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是谁算出地球年龄46亿岁的?

2019年08月12日 00:03:00 浏览:49132次 来源:宇宙探索未解之谜 供稿

        时间,一个让人期待却又恐惧的东西,期待的是未来,恐惧的也是未来,因为时间从不会停下脚步,更不会倒流。对于历史学家而言,能够研究的人类历史顶多数千年而已,但对于地质学家来说,地球的历史可就漫长的多了。


        我们现在知道地球的年龄大约在46亿岁左右,但这个数据的由来并非一帆风顺,至少没有像估算地球周长那般“容易”。

 

        在我国三国时期出了一本名为《三五历纪》的书,书中记载了盘古开天地的神话传说,写道:“天地浑沌如鸡子,盘古生在其中,万八千岁,天地开辟。。。。。。如此万八千岁。。。。。。后乃有三皇。。。。。。。”

        如此一来,地球形成至今大约过了四万多年,但神话传说毕竟是后人杜撰,不具备真实性。那么历史上还有哪些人曾经研究过地球的年龄吗?

        确实有,但最先开始研究的并非科学家,而是一位基督教的大主教——爱尔兰主教詹姆斯.乌舍尔,于17世纪中叶,他通过对《圣经》的仔细研究,得到了一个无比精确的结果,地球的诞生时刻为公元前4004年10月22号(儒略历710年),甚至他的这一结果后来还被印到了钦定版圣经当中。

        这样来说,那么地球形成至今的时间不过才六千多年,这个数值对于当时信奉宗教的普通民众来说,其实并没有什么感觉,你要说是六万年,也不会有人质疑你。但好在当时已经不再是中世纪的欧洲,毕竟牛顿爵士的《自然哲学的数学原理》就在17世纪后半叶出版了,后来欧洲的一批有识之士认识到,只用短短的五千多年,地球是无法形成如此庞大且复杂的系统的。

 

        18世纪初,著名天文学家埃德蒙·哈雷提出:我们可以通过测量海水中的盐分来得到地球年龄。道理很简单,因为海里的盐都是来自岩石,如果知道了每年海洋里增加的盐分(也就是每年盐分增加的速率),那么同现有的盐分含量作比较,不就能知道最初地球的诞生年龄了吗?

        当然了,哈雷提出了这个想法,但他并没有得出具体结果,直到一个多世纪后的物理学家约翰.乔利在这个思路上得到了结果:9000万年。当然了,这个结果在今天看来是相当不靠谱的,除去地质运动因素不谈,它这个结果也只能说明海洋的年龄(虽然也是错的),因为海洋的出现要晚于地球诞生很久。

 

        说来说去,怎么就没有一个略微靠谱的分析出现呢?于是时间来到了19世纪中叶,由于当时第一次工业革命已经开展了近一个世纪,人们在开采煤矿的同时发现了这样一个规律,似乎随着地下深度的不断增加,温度也会逐渐升高。

        而热力学之父威廉·汤姆森(又称开尔文男爵)意识到,如果地球在形成之初是一颗炽热的火球,在随后的岁月里,它一步步的降温,直到现在这个状态,如果我知道了它最初的温度,以及岩石的导热效率,那不就能通过公式将地球年龄计算出了吗?

        威廉·汤姆森这个思路说明白点,就比如一颗在炉子里考好的红薯,当你把它拿出来,它的温度会逐步下降,但显然是表面温度下降的最快,这不就印证了当时人们发现地底温度随深度一同上升的现象了吗?

 

        但遗憾的是,由于当时科学水平的限制,威廉·汤姆森只能对一些初始数据进行猜测,最后得到的结论是:地球的年龄在两千万年到4亿年不等。

 

        这个结果在当时遭到了不少地质学家的反对,因为他们不相信短短数千万年乃至几亿年,就能造就出如此复杂的地貌。而且当时达尔文的《物种起源》也已经出版,从物种进化的角度来看,这点时间也显得过于短暂。

        不过到了19世纪末,物理学家发现了放射性现象,也就意味着当初威廉·汤姆森假定地球像一块高温红薯冷却的过程是有缺陷的,因为地球这块红薯,其内部并不是完全没有热源的,放射性元素在其内部释放的能量不可忽视,实际上这个过程在整个地球生命周期内都有存在,即便到了今天也仍在继续,这也是地核为何一直能保持高温的一个因素。

         如果考虑这些是不是就能大致算出地球年龄了呢?理论上是可以的,但相关数据的测量却是非常困难的,因此科学家们想到了一个很巧妙的办法,既然存在放射性元素,那我们为何不从半衰期入手呢?比如说某个元素在地球形成时就存在,然后经过了许多年至今,有一部分已经衰变成了其它元素,如此一来我们不就能通过测量元素含量来得到地球年龄了吗?

 

        这个方法就被称为铀铅测年法,一般来讲,它是依靠铀的两个同位素铀238和235,它们的最后衰变为铅206和207,半衰期分别为45亿年和7亿年左右。不过想要真正得出结果,还需要地球初始时期铅元素含量数据。

 

        为此科学家们将目光放到了原先在太阳系内部飘荡的陨石,根据太阳系形成理论,现在太阳系内部的物质原先都存在于一块被称为太阳星云的组织当中,并且太阳系内部各种天体的形成时间也几乎是一致的,因此如果能找到一块铁陨石(这种陨石的铀元素含量很少),测出它的铅元素含量,那就代表着得到了地球初始时期的铅元素含量。

克莱尔·卡梅伦·帕特森

 

        而最先测出地球年龄的美国科学家就是克莱尔·卡梅伦·帕特森,他在这个项目上耗费了将近10年时光,最后在1956年宣布得到了地球年龄,结果为:45.5±0.7亿年!

 

        并且值得可敬的是,这位科学家在研究地球年龄的同时,也发现了铅污染问题,为此他同相关利益集团斗争了数十年,最终在20世纪末,致使美国终于宣布禁止销售含铅汽油。

 

 

排名不分先后

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