為什麼科學家能知道岩石的年齡?

90後地理老師


我們生活的地球已經有近46億年的歷史啦,我們是如何確定地球的年齡的呢?

圖注:地球有著漫長的歷史,圖片來自網絡


科學家發現岩石中的發射性同位素會以恆定不變的速率衰變為非放射性的子體同位素,這個衰變過程中放射性同位素的原子核半數發生衰變所需要的時間就是半衰期,半衰期就可以用來測年。舉個例子,假如一種放射性元素的半衰期為一小時,那麼一個小時之後其原子核還剩下原來的二分之一,兩個小時候為四分之一,以此類推,就可以根據半衰期的長度測定岩石形成時的時間啦。

利用放射性同位素測定法,科學家能夠獲得岩石的絕對年齡值,但是這要求選取的岩石樣本不得出現後期的熱變質作用等影響。利用岩石中放射性同位素測定年代的方法就是放射性年代測定法(Radioactive geochronologicdating method)。


目前常用的同位素年齡測定法包括有鈾—釷—鉛法、銣鍶法以及鉀氬法,使用同位素年齡測定法能夠確定岩石的年齡,目前科學家已經測定出的最古老的岩石來自加拿大的Acasta Gneiss,已經有42億年的歷史啦。

圖注:加拿大的Acasta Gneiss,圖片來自網絡

圖注:我們計算年齡最古老的岩石達到了42.8億歲,圖片來自網絡


古生物探索


說起測定岩石的年齡,還得益於元素放射性的發現。放射性元素有一個特性,對每一種放射性元素而言,半數原子核發生衰變所需要的時間是特定的,這就是所謂的半衰期。



而且,原子核衰變與半衰期有著密切關係,用公式表示為:N=No*(1/2)^(t/T)。 其中,N為衰變後剩餘的原子核數、No為初始時刻原子核數、t為衰變時間、T為半衰期。因此,只要弄清楚N、No以及T,就能計算出衰變時間T。

有些元素的半衰期長達幾十億甚至幾百億年,比如鈾衰變成釷,半衰期大約為44.7億年。通過測量岩石中鈾元素衰變的比例,我們就可以較為準確地獲知古老岩石的年齡。



科學家正是利用這種方法對岩石的年齡進行測定的。他們發現地球上一些岩石的年齡居然超過四十億年。

比如,科學家曾經發現,澳大利亞西部傑克山的一些岩石可能有44億年的歷史,而地球上最古老的隕石甚至超過45億年。這為推測地球年齡提供了有力的依據。


三體迷


科學家就是用最老的岩石中的放射性元素的同位素來確定的。


紫氣東來25568


因為科學家乾的就是這行


一杯千年醉


也許天知地知反正我們不知


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