地球是我們賴以生存的星球,它為人類提供了水、食物以及各種資源。在人類發(fā)展過程中,對地球的了解始終不曾間斷過,在諸多和地球有關的問題中,地球的年齡一直都是人們最關心的問題,為了回答這個問題,科學家們曾經(jīng)想過許多方法,比如“海洋積淀”、“熔鹽輸送”、“宇宙膨脹”、“朝夕摩擦”等方法。但遺憾的是,這些方法最終得出來的數(shù)據(jù)從幾千萬年到幾十億年甚至是上百億年,彼此間相差很大,不能相對精確地定位地球的真實年齡。 后來科學家發(fā)現(xiàn)了天然放射性衰變現(xiàn)象及其規(guī)律,才使得精確測算地球年齡變得可能。那么放射性衰變是什么呢?我們可以以鈾-283為例,作為一種放射性物質,它會不斷地向外放射出粒子,從而使一種元素變成另一種元素,一直等到穩(wěn)定成為不再具備放射性的鉛-206為止。而且這個衰變的過程不會受到外界環(huán)境變化的影響,不管外界滄海還是桑田,其都會穩(wěn)定地進行下去。但是不同放射性元素的衰變速度是不一樣的,有的快,有的慢,用什么放射性元素測算地球年齡才最合適呢?科學家研究發(fā)現(xiàn),鈾-鉛的衰變過程相對較慢,它如果想要衰減到原來一半數(shù)量需要大約45億年的時間,這和地球的年齡比較接近,這就使他成了測定地球年齡的理想元素??茖W家可以通過測定樣品中所含有的鈾和鉛的比例,運用相應的計算公式,就可以計算出樣品的放射性年齡。 但是想要準確地測算出地球的年齡,還需要解決一個問題——怎么才能找到能夠代表地球年齡的樣品呢?假如我們隨便采集一塊含有鈾元素的巖石,它的年齡并不總能真實地反映地球的年齡。所以想要精確地測算地球的年齡,對所采集的巖石樣品有著嚴格的要求,并且還需要結合地球演化學說和地質變化情況,才能從巖石樣品的年齡推算出地球的年齡。 為了能夠相對準確地估算出地球的年齡,科學家一般會從四個方面入手: 首先,尋找地球上最古老的巖石樣本,其年齡應該是地球年齡的下限。比如1983年在澳大利亞挖掘出一塊石頭通過鈾-鉛法測算,它的已經(jīng)有42億年,這就是目前地球年齡的下限。 其次,知道了地球的下限,我們也可以通過同位素周期系的性質,從而得知地球年齡的上線,通過科學家推算地球元素年齡大約為49億~51億年,這就是地球年齡上限。 再者,從地球鉛的也演化推算地球年齡。在上面兩個方法得出地球年齡上、下限基礎上,利用地球上的鉛的演化推算地球的年齡。 第四,隕石的同位素比也可以推算地球的年齡。它和鉛的演化推算同理,利用隕石的同位素比推算出地球的年齡。1975年我國科學家對吉林隕石雨的同位素年齡測定,最終獲得了和世界上其他科學家一樣的結果——地球年齡為45.5億±0.7億年。此外,通過測定從月球上取回的土壤和巖石樣品,認定其最大年齡為46億年。 所以我們也就得到了地球的年齡——46億年! 本作品為“科普中國-科學原理一點通”原創(chuàng) 轉載時務請注明出處 |
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