自从人类文明建立以来,我们就一直在不断地计算地球的年龄。因为古代人的科技非常有限,我们无法猜测地球的年龄。西方国家的一些教会牧师声称地球是上帝在公元前4000年创造的,但也有人相信这种说法。直到20世纪初才有了可靠的测量方法。
人类测量地球年龄的各种方法
在17和18世纪,一些科学家试图通过研究海洋中的盐度来计算地球的年龄。他们假设海水最初很弱,它变咸是因为河流把盐冲进了海洋。知道现在海水的含盐量,全世界每年有多少条咸水河可以冲入海洋,就可以推算出海洋的年龄,进而推算出地球的年龄。
因为海水最初是否脆弱是一个未解之谜,每年由河流带入海洋的盐量是不一样的。此外,海洋出现前多少年也不得而知。因此,这种方法不能解决问题。其他科学家想通过测量海洋的年沉积率来计算地球的年龄。他们认为海洋的年龄可以通过计算海洋的年沉积速率和测量海洋沉积物的总厚度来计算。但由于海底不断运动,海底沉积物也在不断变化,这种方法也是站不住脚的。
19世纪,达尔文提出进化论后,人们发现了一种通过研究生物化石来确定岩石相对年龄的方法,但地球本身的绝对年龄无法用这种方法计算。在20世纪,科学家们终于找到了最可靠的确定地球年龄的方法,叫做同位素地质测定法。
20世纪初,人们发现微量放射性元素广泛存在于地壳中,它们的原子核会自动释放出一些粒子,成为其他元素。这种现象叫做放射性衰变。在自然条件下,放射性元素的衰变速率不受外界物理化学条件的影响,始终保持稳定。例如,一克铀在一年后衰变为铅和氦。
在铀质量下降的情况下,大约45亿年后,大约1/2克衰变为铅和氦。利用放射性元素的这一特性,我们选择含铀岩石,测量其中的铀和铅含量,就可以更准确地计算岩石的年龄。使用这种方法,地球上最古老的岩石估计有38亿年了。
当然这不是地球的年龄,因为在地壳形成之前,地球经历了一个表面处于熔融状态的时期,科学家认为地球的年龄应该是46亿年。近年来,人们用同样的方法计算阿波罗宇航员从月球上回收的各种陨石和月球岩石的年龄。因此,它们的年龄从45亿年到46亿年不等。这说明这些天体是在太阳系中同时形成的,也说明用这种方法确定地球的年龄更为准确。
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