地球的年龄已经有46亿年,我们是如何知道的?

用户69290716


目前已知的,世界上最古老的碎片是在澳大利亚发现的,44亿年前的锆石晶体,肯定是现有地球后有晶体的,所以地球的年龄是一定超过44亿岁的。



现在所说的地球年龄是46亿年,但是这只是地球的天文年龄,也就是说地球是在46亿年前才开始慢慢形成的,并不是说地球从形成之日起就变成了今天这样。

今天的地球地质结构层次分明,都是地球在几十亿年的时间里慢慢累积而成的。事实上早期人类对地球的年龄有很多不同的答案,英国物理学家哈雷计算的地球年龄不超过2500万年,而后来的英国物理学家汤姆生认为地球有2000万到4000万年的历史。


遗憾的是这些都是错的,直到1896放射性元素被发现之后,科学家们才想到用放射性元素衰变老计算地球的年龄,于是科学家们用铀和铅来计算地球的年龄,得到的数值已经非常接近地球的真实年龄了,直到美国登月带回来了月球岩石,科学家们发现月球岩石的年龄在44到46亿年前,又因为太阳系的天体都是差不多同时形成的,所以月球岩石的数据加上地球本身的数据,最后得出地球的年龄是46亿年左右。

不只是测算地球年龄,现在科学家们测算文物以及化石的年龄的时候,用的都是碳14年代测定法,通过对碳14的衰变情况来精确计算文物和化石的年龄百试百灵。


宇宙探索未解之迷


确实很多人都知道地球的年龄大概是46亿年左右,但是具体是如何得到的却没有那么多人知道。

地球的年龄

其实关于地球的年龄是人们一直好奇的问题,例如我们中国神话故事中的盘古开天辟地换算下来就是差不多41000年,再比如西方上帝创世学说认为地球诞生于公元前4004年。。。。

再后来随着科学思想的不断进步,人们尝试着去用实验或者更有说服力的理论去探索地球的年龄。例如我们所熟悉的开尔文利用地温梯度和导热方程来估测地球的年龄。


最后他得到的数值为9千8百万年,这个数值显然不对,说实话他自己都对这个数值没有多少信心。其实开尔文的方法存在着明显漏洞,开尔文假设地球里没有其他热量来源。但后来我们知道放射性同位素衰变提供了大量能量。其次开尔文假设地球是均一的坚硬固体。实际上,地球内部的物质对流促进了热量的传导,也将一部分势能/相变潜能转化为热。

直到20世纪60年代才真正意义上得到了比较可靠的地球年龄。

化学家帕特森得到地球年龄

想想如果有哪种物质可以从地球诞生开始就不断做着一系列改变,那么找到这种物质不就可以知道地球年龄了吗?

确实我们知道铀235和铀238都会按照各自不同的概率发生一系列衰变,分别成为铅207和铅206。所以,理论上说,只需要知道一个样品里有现在多少铅和铀,以及形成的时候有多少铅,就可以得到它的年龄。



那么我们要测量地球的年龄,就必须找到跟地球同时形成的物质。并且还要能够知道铅的初始值,开始帕特森研究的是锆石,锆石是一种很坚硬的矿物,它的晶体结构对铅非常不友好,却不排斥铀。在岩浆冷却结晶形成锆石的时候,把绝大多数的铅原子都挤出去了,因此可以基本当作初始的铅含量为零。


但是帕特森测量地球年龄并没有这么简单,因为他发现不管他多么小心,重复多少次,测量到的铅含量总是出乎意料的多。所以后面他建立了一个史上最干净的实验室。

能够实现纯净无污染的铅提取还不够,因为要测地球年龄就以为着你要找到和地球年龄一样的锆石。这实在太难找了,所以必须找到另一种物质,那就是铁陨石!

铁陨石铅含量高而铀含量低。这就意味着,铀衰变产生的铅在这里微不足道。因此,现在测量到的铅的同位素相对含量乎是地球形成之时的相对含量,也就是大家梦寐以求的铅,近初始值。

因此找了一块铁陨石样品,带回自己的实验把陨铁的铅同位素比值作为初始值,再把地球的平均铅同位素比值当作现今值,计算得到了一个41-46亿年的不错的估计。这还不够精确他又找了一块石质陨石的样品。和铁陨石不同的是,石质陨石拥有较多铀,所以会有很多的铅来自于铀的衰变。如果测量到这两个铅含量组成迥异的样品,就可以计算出地球的准确年龄。

最后我们所熟知的地球年龄45.5±0.7亿年诞生了。


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科学认识论


地球年龄有46亿年,这个数字看似准确,其实也是科学家估算出来的,甚至说是猜的也不为过。因为到目前为止,还没有任何一种测试手段可以精确地测定地球的年龄。



历代人们对于地球的形成和年龄都很好奇,古代学者们也尝试过个中方法计算过地球年龄。最早尝试用科学方法探究地球起源的科学家是哈雷彗星的预言者哈雷,他尝试利用研究大洋盐度的起源来推算地球年龄。之后又有许多科学家尝试利用太阳能、地球热传导等方式测量,无疑这些测量结果都是不准确的,他们大都得到地球年龄只有几千万年。



后来随着科学的发现,放射性元素的发现带给了地球年龄测量新的契机。利用放射性同位素的衰变,计算衰变持续的时间,就可以得到地球大致的年龄。于是,人们通过测定岩石中一些放射性同位素的含量,来计算岩石的年龄,进而得到地球年龄的下限,也即地球的地质年龄。目前,科学家们找到的年龄最大的岩石是43.74亿年。因此认定地球至少是43.74亿年前形成的,因为没有地球未形成之前,太阳系中是没有岩石的,只有一些气体星云。



之后,科学家们又通过测定月球上的岩石标本,得到月球的年龄是44-46亿年间。因为月球形成的时候和地球大致是同步的,所以大致可以认为地球年龄在46亿年左右。但是具体到底是之后多少年,还是之前多少年,没人能够说的准。


科学探秘频道


答:通过测量陨石中铅207和铅206的含量,对比原始铅的同位素含量,就能得到地球年龄大致为45.5亿年。


关于地球年龄的估计,古人可谓绞尽脑汁,各种神话传说、上帝创世、盘古开天地等等,得到的结果从几千年到几万年,和地球的真实年龄相差甚远。

开尔文的冷却模型

真正首次利用物理学方法,来计算地球年龄的,是大名鼎鼎的开尔文爵士(1824~1907年)——热力学温标的创立者、热力学第二定律的提出者。

20世纪前夕,欧洲几乎所有的著名物理学家汇聚一堂,一同欢庆经典物理学的辉煌大厦已经建成,当其他物理学家在台上致贺词时,开尔文爵士却专注于自己纸上,原来开尔文还在琢磨,他那地球冷却模型的计算。

炼钢厂数据告诉他,岩石的热化温度大约4140K,然后他根据岩石的传热系数和热辐射定律,一通复杂的计算和修正后,他算出熔融岩石冷却成现今的地球,大概需要9800万年的时间。

直到该他上台演讲,他的计算过程才被打断,台上他说了物理学史中那段著名的话:“动力学理论解释了热和光是运动的两种形式,可是现在,美丽而晴朗的天空中,却被两朵乌云笼罩…一是…”。

作为一名有着极高地位的物理学家,开尔文爵士当然不会粗心地,就公布他计算出来的地球年龄,他经过反计算与修正后,在论文中给出这样的结论:我们有很大概率地说,地球年龄应该在2000万~4亿年之间。

这结果和实际还是相差了十多倍,但是相比于以往的圣经推算、历法推算、神话传说等等,还是有了极大的进步。

开尔文的冷却模型,有着致命缺点:一个是他把目前的地球,假想成均匀的坚硬球体,实际上地球中心是高温熔岩;二是他只考虑纯热力学问题,实际上地球内部元素的衰变,给地球内部提供了大量能量。


克莱尔·帕特森的同位素含量测定法

真正第一次计算出地球年龄的,是美国的一位研究生克莱尔·帕特森,在1956年通过铀元素衰变为铅元素的同位素含量测定法得到。

要明白其中原理,我们先来了解一点重元素衰变的知识:

(1)铀-238会自发衰变为铅-207,半衰期44.68亿年;

(2)铀-235会自发衰变为铅-206,半衰期7亿年;

(3)铅的两种同位素,在自然界中的含量之比是固定值,在太阳系形成之初就确定了,本质上就是太阳系之前的超新星爆炸留下的;

于是,我们要测量一块石头的年龄,需要测量当前石头中,铀和铅的同位素含量(主要用到同位素含量的比值),然后对比最初岩石中铅的含量,就可以计算出铀的衰变时间,也就是这块石头的年龄,原理就这么简单。


实际上测量过程并不容易,克莱尔·帕特森前后花了七年的时间,才找到合适样本与测量技术,方法如下:

(1)有一种铁陨石,内部铅含量远远高于铀含量,于是铁陨石中铅-207和铅-206的含量之比,可以作为铅元素的原始比例;

(2)又找到一块石质陨石,石质陨石的特点就是铀含量远远高于铅含量,可以认为其中的铅元素全部来自于铀的衰变,然后测量其中铅的同位素含量之比;

需要的数据都得到了,然后把几个数据一拟合,就得到一条等时线,其中石质陨石的落点,正是我们测量的地球年龄。

克莱尔·帕特森得到的结果是45.5±0.7亿年,这个数据也被后来的其他测定方法所证实;于是,克莱尔·帕特森成为公认的,第一位测量出地球真实年龄的科学家!


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艾伯史密斯


地球的年龄为什么是用表面岩石测量呢?地球中心处的岩石才能测出真正的年龄。地球年龄按地表放射性测量已有46亿年,最少还要加35亿年,为81亿年,这才符合地球真正存在时间。依据放射性物质越往地心越多,这才是真正体现地球年龄的物质。树龄越往中心轮廓越清晰,体现的年龄数轮数越多,只看表面推测就可能产生错误的结果。地球年龄是建立在一定的科学道理基础上,符不符合客观还不能给以肯定。依据探测器探测地球一定深处的放射性物质,再去推测地球年龄,接近客观的年龄值又会上升,地球演化规律决定着年龄值不是46亿年,而是81亿年。太阳系星体的年龄都不一样,月球,火星的年龄就远小于地球。认为宇宙天体同起源不符合天体演化规律,更科学的方法有待发现。


兰天196926837


地球的年龄普遍说法是46亿年,从人类文明开始就有过相关记载,玛雅人把公园前3114年8月13日奉为“创世日”。

英国圣公会的大主教推算创世的日期是公元前4004年10月里的一个星期日,希腊正教会的神学家把创世日提前到公元前5508年,著名的科学家牛顿根据《圣经》推算地球约有6000多岁,而我们想象更大胆在古老的神话故事,盘古开天辟地的传说中。宇宙一开始犹如一个大鸡蛋,盘古在黑暗混沌的鸡蛋中睡了1万多个年,一觉醒来用斧子开天辟地又过了1万多年天地开始形成。地球的年龄是指地球从原始的太阳星云中积聚成为一个行星所到现在的时间。,计量地球所经历的时间必须要找到一种速猎恒定而又量程及大的尺度,早期找到的一些尺度的变化速率在地球历史上是不恒定的。1896年放射性元素被发现后人们才找到了一种以恒定速率变化的物理过程作为尺度来测定岩石和地球的年龄。最早尝试用科学方法,探究地理念地球年龄的是英国物理学家哈雷,他提出研究大洋盐度的起源可以提供解决地球年龄的问题。


1854年德国的科学家赫尔姆霍次。根据他对太阳能量的估算认为地球的年龄不超过2500万年。1862年英国著名的物理学家汤姆生说。地球,从早期,炽热状态冷却到如今的状态,需要2000万至4000万年。这些数字小,远远小于地球的实际年龄。但作为早期常识还是有益的。到了20世纪,科学家发明了同位素地质测定法这是测定地球年龄的最佳方法是计算地球历史的标准始终。根据这种方法,科学家找到了最古老的岩石有38一岁。然而最古老岩石并不是地球出事时留下最早的证据。不能代表地球的整个历史。这是因为婴儿时代的地球是一个炽热的球体最古老的岩石从地球能学下来,形成坚硬的d壳后保存下来的。

20世纪60年代末,科学家测定取自月球表面的岩石标本,发现月球的年龄是44已知46亿年之间,于是根据目前最流行的太阳系起源的行星说吉太阳系的天体是在差不多的时间内连接而成的观点。这样我们可以认为地球是在46亿年前形成的。然而这只是依靠间接证据来推测出来的。事实上,至今人们还没有在地球自身发现确凿的证据证明地球活了46亿年。

所以,我们目前是根据地表岩石的寿命来推测地球的寿命,这也是具有科学依据的。在以后科技发达之后,或许可以得出准确的答案。


深渡i


不多说了,现在的这个数值是用放射性元素的半衰期计算出来的。放射性元素半衰期不会随化学反应或非超高温或超 高压所能影响的,所以测出来和数据可靠性还是比较高的。譬如,假设有一种元素半衰期是46亿年,我们恰好找到了含2g这种元素的矿石,发现1g已经衰变成了其它元素。我们就认为地球年龄是46亿年。如果我们还能发现比这个更古老的且含有放射元素的岩石,那么地球的年龄又得重写了。所以地质学家一直在努力。目前发现的最古老的岩石是46亿年,所以暂时认为地球年龄是46亿年。


癫济哥


地球年龄现在比较公认的是46亿年,这个数据是如何得到呢?开始人们似乎无处下手,曾经根据海洋的盐度来推测,得出地球有至少上亿年,可并不能解释地球上许多问题,因为有许多的证据说明地球年龄远远不止这个年龄。直到上世纪20-30代,人们发现了放射性元素。放射性元素具有非常稳定的性质,无论是加热或者化学反应,都不能改变其稳定的衰变。于是人们根据岩石中衰变元素的比例,可以比较准确的得出岩石的年龄,从而得出地球的年龄。现在地球上发现最古老的岩石约有38-40年,加上地球前期形成的时间,估计地球约有46年。


泉水63362300


为什么我们的地球上有千千万万的元素周期物种呢?我们对某种物质的元素的周期衰变进行计算的时间转换时空是不一定准的,在未形成地球之前就有部份的这些物质的元素,而相当多数的物质是形成地球后进化的,能造成今天我们看见的多种物质的元素,是进化过程多种外因的能量变化加入的,相当的复杂造就了复杂的物质变化过程。但是这些物质应该存在有一定的内在运动属性,要判断时空的物质的演变进化过程用这运动属性的稳定性入手可能比较合理些,又存在着多数物质都可检验。不是靠单一的元素周期变化去测试,判断地球的形成过程到现在的大约年轮是相当困难和复杂的因素,按目前的科技测试还是未知数的大约未知数。


适物


其实很容易推,人类历史这么久,除了科技成果,人类没什么进化,从三叶虫到人那不是要46亿年


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