科學家如何估算地球的年齡呢?
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怎樣才能科學地推算地球的年齡呢?
17世紀到18世紀期間,有科學家試圖通過研究海洋裏的鹽度來推算地球的年齡。他們假定海水最初是淡的,由於河水把鹽沖人海洋才使海水變鹹。知道了目前海水的含鹽量和全世界的河流每年能把多少鹽沖人海洋就可以算出海洋的年齡,並進一步推算出地球的年齡。
因爲海水最初是不是淡的本身就是一個末解之謎,河流每年帶入海洋的鹽量也並不一樣,此外地球的形成比海洋的出現早多少年也不得而知。因此這種方法解決不了問題。
還有一些科學家想通過測量海洋每年的沉積率來推算地球的年齡。他們認爲算出海洋每年的沉積率,再測出海洋沉積物的總厚度,就可以計算海洋的年齡。然而由於海底是不斷運動的,海底沉積也隨之時常在變化,這種方法也站不住腳。
19世紀,達爾文提出進化論以後,人們發現了通過對生物化石的研究來確定岩石相對年齡的方法,但是用這種方法還不能推算出地球本身的絕對年齡。
到了20世紀,科學家們終於找到了測定地球年齡的最可靠的方法,叫做同位素地質測定法。20世紀初期,人們發現地殼中普遍存在微量的放射性元素,它們的原子核中能自動放出某些粒子而變成其它元素,這種現象被稱做放射性衰變。在天然條件下,放射性元素衰變的速度不受外界物理化學條件的影響而始終保持很穩定。例如1克鈾經過一年之後有1/74億克衰變爲鉛和氦。在鈾的質量不斷減少的情況下,經過約45億年以後,大體就有1/2克衰變爲鉛和氦。
利用放射性元素的這一特性,我們選擇含鈾的岩石,測出其中鈾和鉛的含量,便可以比較準確地計算出岩石的年齡。用這種方法推算出地球上最古老的岩石大約爲38億年。當然這還不是地球的年齡,因爲在地殼形成之前地球還經過一段表面處於熔融狀態的時期,科學家們認爲加上這段時期,地球的年齡應該是46億年。
實測認爲地表面十分年輕,其原因爲近50億年以來,地球不斷重複着侵蝕與構造的過程,地表大部分被一次次的形成和破壞,於是早期的地球歷史都被抹除了。根據古地質探測與考古,已知我們現在能見到的最古老的石頭距今已有40億年,超過30億年的屈指可數,最早的生物化石小於39億年,沒有任何確定的記錄可以表明生命真正開始的時刻,71%的地表被海洋所覆蓋。
目前科學界認爲地球形成初始,大氣中可能存在大量的二氧化碳,但幾乎都被組合爲碳酸岩石,只有少部分溶入大海或被活着的植物消耗了,而現在的板塊活動與生物活動維持着大氣中的二氧化碳循環流動、輪迴,使二氧化碳穩定存在,溫室效應對地表溫度環境的維持具有深遠的重要性,是溫室效應使地表溫度提高了35℃(從凍入的-21℃升到了+14℃)。因此水在常溫下爲液態,使生命適宜存在與發展。而豐富的氧氣維持則是由生物活動完成的,沒有生命就不會有充足的氧氣(在這裏完全的忽略了陽光的光合作用)。
近些年來,人們又用同樣的方法推算了各類隕石以及"阿波羅"宇航員從月球上取回的月岩的年齡。結果,它們的年齡都是45億年至46億年。這說明太陽系中這些天體是同時形成的,同時也說明用這種方法來測定地球的年齡是比較準確的。
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