我一直很感兴趣的是,地球的年纪有多大?这个数据是怎么得到的?我查了一些资料,这个证实的过程十分的曲折。

首先提出这个答案的是英国著名的物理学家开尔文勋爵。他是用热力学的方法估算地球年龄的。他假设地球最初是一个巨大的火球,随着时间的推移,这个火球就由外向内逐渐冷却,从而变成了今天的样子。而这个冷却的时间,就是地球的年龄。在1862年,他发表了一篇论文,地球的年龄在两亿年到4亿年之间。

而到了1897年,他又发表了一篇论文,宣称地球的年龄其实是2400万年。为什么两篇论文的结果会有这么大的差别呢?这是因为卡尔文勋爵后来意识到,基于当时的物理学理论,太阳最多只能燃烧几千万年,所以他就修改了自己的理论模型,从而大幅减小了地球的年龄。

不过很快就有一群意想不到的人跑了出来,这些人就是一群地质学家。他们通过观察一些古老的沉积岩来计算地球的年龄。在地球上有一种很重要的岩石类型,叫做沉积岩。沉积岩的结构是一层一层的,越往下层的沉积岩年代就越久远。通过研究某些岩层的沉积速度,就能计算出形成该岩层所花费的时间。再把个岩层的形成时间都叠加起来,就可以估算出形成整个沉积岩地形需要花费的时间了。那些地质学家就把这个时间近似地看成是地球的年龄了。他们算出来的数字明显大于开尔文勋爵公布的结果。

达尔文曾在第一版的物种起源中宣称,地球的年龄至少在3亿年以上。剑桥大学三一学院的地质学家塞缪尔霍顿更是宣称,地球的年龄最高达23亿年。这样一来,关于地球的年龄就有了两派观点:开尔文勋爵认为,地球的年龄大概只有2400万年;而地质学家们则认为,地球的年龄至少有好几亿年。

1907年卢瑟福发现了一个非常奇妙的现象,对所有放射性元素而言,其原子核衰变到只剩一半时所花费的时间是固定不变的。比如说100千克的某种放射性元素衰变到只剩下50千克,与50千克的同种放射性元素衰变到只剩25千克,所花费的时间是相同的。卢瑟福的发现有着很大的实用价值,就是可以把放射性元素的半衰期当成一个标准的时钟,来测量古老物体的年龄。通过研究一些古老矿石的衰变情况,卢瑟福发现地球的年龄至少有7亿年。

更重要的是卢瑟福的发现为地球年龄的测量指明了方向。只要能找到地球上最古老的岩石,然后再利用某种放射性元素的半衰期,来计算它的年代,就可以估算出地球的年龄。可是当时具体该用哪种放射性元素来测量,还是一个悬而未决的问题。下一个做出重要贡献的人是英国地质学家阿瑟霍姆斯特。

霍姆斯特主要关注铀元素的一种同位素铀235,它是制造原子弹的主要原料。铀235具有放射性,可以自发地衰变成铅207。更关键的是铀235的半衰期长达七亿年,所以它可以作为一个很理想的时钟来测量地球的年龄。通过测定古老岩石中,铀235和铅207的比例,霍姆斯特在1927年发表了一篇文章,地球的年龄在16亿到30亿年之间。到了1946年,他又发表了一篇文章,宣称地球的年龄应该是在30亿年以上。

1948年芝加哥大学地质学教授哈里森布朗也对地球的年龄产生了浓厚的兴趣,布朗把测定地球年龄的课题交给了自己的博士研究生克莱尔彼得森。彼得森提出,从太空中掉下来的那些陨石,其实是太阳系形成之初。剩下来的物质,它们的内部还保留着太阳系最原始的化学组成,这些陨石其实和地球一样古老。这样一来,只要用霍姆斯的办法准确测出这些陨石到底存在了多少年就能推算出地球的年龄。1955年,彼得森在一次学术会议上正式宣布,地球的确切年龄是45.5亿年。这个答案已经被人们认可。

经历过这么多的波折,我们终于可以知道地球的确切年龄。由此可见,每一项成果的发现发明,都需要经过长时间的摸索证实。向伟大的科学家致敬!

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