地球年龄是如何计算出的,地球年龄45.5亿岁准确吗?

想知道地球的年龄,最简单粗暴的办法就是,搭乘时间机器返回地球诞生时的那一刻就行了,令人遗憾的是,从目前来看,我们还没能力创造出可以回到从前的时间机器,因而此方法暂时还行不通。

但是关于这个问题,学术界早就提出了明确的答案,即地球年龄是45.5亿岁,相信大家一定会比较好奇,既然没有时间机器,那专家为什么会了解地球年龄是45.5亿岁呢?今天我们就来一起了解一下究竟他是谁测出来的,及其测量方法是啥。

在几百年前,人们对于地球年龄的探讨各不相同,莫衷一是,从数千年到几十万年的说法都是有。直至进入19个世纪后,伴随着地理学和生物学盛行,专家才逐渐意识到,地球的历史很有可能看起来无法想象,因为不管是从地质环境主题活动或是生物演化的角度看,地球上及其地球上的生命可以演变成现在这个样子,都要很长很长的时间也。

因为缺少科学合理的测量方法,因此在之后的很长一段时间里,人们对于地球年龄的认识就停滞不前在这一方面,甚至有人觉得地球的历史是很大的。

值得一提的是,在这期间,开尔文爵位(便是被称作“热力学之父”的那一个)以前革命老区温梯度方向(地球上越重的区域,环境温度也就越高)推测出一个地球排热实体模型,并在此基础上算出地球年龄在9800几万年至4亿光年中间,但是这个数值在那个年代没有得到地理学家和科学家的认同,在他们看来这个时候或是太短了。

在“曼哈顿计划”以后,专家对铀这种元素拥有比较深的了解,发现铀235和铀238都会按照固定不动的几率发生一系列的核衰变,进而形成铅,因而只需测到样品的铅和铀含量,就想办法获得样版产生时候的初值,就能清晰地算出样品的年纪了。

此方法被称作“铀铅测年法”,大家可以看到,如果想通过这种测量方法进行计算地球年龄,就面临着几个问题,首先是如何找到地球形成时样版,主要是因为地球上在建立之时是一颗具备高温熔化星体,经过长时间物质循环以后,地球上最初元素痕迹早就斩尽杀绝;第二个难点乃是,在获取了样版以后,又应该怎样去确定样版在建立时候的原始数据信息。

对于此事,国外地理学家、生态学家克莱尔.卡梅伦.帕特森(Clair Cameron Patterson)觉得,地球和太阳系内的小行星全是与此同时产生(关于这一点,可参照“星轨假设”),而由于行星容积不大,在形成之后的热量会很快释放,其内部的化学物质不可以循环系统,因此在一亿年以后,他们依旧保持最初的模样,而地球上陨铁便是行星被地球上捕捉后留下的遗骸,因此它们就是很好的样版。

那样第二个难点又怎么解决呢?其实还是有办法,由于绝大多数的陨铁在建立的时候都会广泛带有铅元素,而不同种类的陨铁,其铀元素成分却存在着很大的差别,如同前面我们提到的,铀元素便以固定不动的几率核衰变成铅,换句话说,一个样本中的铀元素成分越小,其铀元素的核衰变对于该样品的铅超标危害就越少,因而如果能找到铀元素成分很低的陨铁,就可将其看作原始样版。

大概5百万年,一颗直径大约40米、重达30万吨小行星撞击了地球上,并在美国俄亥俄州代亚沙希德大峡谷周边留下了一个直径大约1240米、均值深层约174米陨坑。该陨坑于1891年被发现了,之后被称之为“巴林杰陨坑”,而帕特森心目中的样版,就来源于这儿。

依据精确测量,帕特森发觉样本中的铀238与铅204(注:铅204是铅的一种非常稳定的放射性核素)的比值仅是0.025,这也就意味着,该样本中铀元素的核衰变对原始铅超标产生的影响几乎为零,彻底可将其数据信息作为全部陨铁在建立时候的初值。

1953年,帕特森将这个样品的铅同位素比率做为初值,然后把地球上现今均值铅同位素比率作为最终值,进行计算后,总结出了地球年龄在41亿至46亿光年中间。

很明显,假如一颗陨铁里的铀元素含量越高,那么在这颗陨铁中便会含有更多的由铀元素核衰变而成的铅元素,因而只需叫来不同种类的陨铁样版,再将其测量值进行比较与分析,就能清晰地算出地球年龄了。实际上,帕特森便是这么做的,对其各种类型的陨铁样本进行分析后,在1956年,他发布了自身科研成果,即地球年龄是45.5±0.7亿岁。

尽管没有时间机器,可是帕特森还是用科学方法清晰地测到了地球的年龄,在之后的日里头,它的测量值经受住时间的洗礼,专家用不同的测量方法,得出的结论都和之相差无异。值得注意的是,这一过程看上去似乎不复杂,事实上却充满艰苦,例如为解决“怎样准确地测量出样本中铅和铀含量”这一难题,帕特森就花了整整5年时间。