地球的年齡已經有46億年,我們是如何知道的?

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目前已知的,世界上最古老的碎片是在澳大利亞發現的,44億年前的鋯石晶體,肯定是現有地球后有晶體的,所以地球的年齡是一定超過44億歲的。



現在所說的地球年齡是46億年,但是這只是地球的天文年齡,也就是說地球是在46億年前才開始慢慢形成的,並不是說地球從形成之日起就變成了今天這樣。

今天的地球地質結構層次分明,都是地球在幾十億年的時間裡慢慢累積而成的。事實上早期人類對地球的年齡有很多不同的答案,英國物理學家哈雷計算的地球年齡不超過2500萬年,而後來的英國物理學家湯姆生認為地球有2000萬到4000萬年的歷史。


遺憾的是這些都是錯的,直到1896放射性元素被發現之後,科學家們才想到用放射性元素衰變老計算地球的年齡,於是科學家們用鈾和鉛來計算地球的年齡,得到的數值已經非常接近地球的真實年齡了,直到美國登月帶回來了月球岩石,科學家們發現月球岩石的年齡在44到46億年前,又因為太陽系的天體都是差不多同時形成的,所以月球岩石的數據加上地球本身的數據,最後得出地球的年齡是46億年左右。

不只是測算地球年齡,現在科學家們測算文物以及化石的年齡的時候,用的都是碳14年代測定法,通過對碳14的衰變情況來精確計算文物和化石的年齡百試百靈。


宇宙探索未解之迷


確實很多人都知道地球的年齡大概是46億年左右,但是具體是如何得到的卻沒有那麼多人知道。

地球的年齡

其實關於地球的年齡是人們一直好奇的問題,例如我們中國神話故事中的盤古開天闢地換算下來就是差不多41000年,再比如西方上帝創世學說認為地球誕生於公元前4004年。。。。

再後來隨著科學思想的不斷進步,人們嘗試著去用實驗或者更有說服力的理論去探索地球的年齡。例如我們所熟悉的開爾文利用地溫梯度和導熱方程來估測地球的年齡。


最後他得到的數值為9千8百萬年,這個數值顯然不對,說實話他自己都對這個數值沒有多少信心。其實開爾文的方法存在著明顯漏洞,開爾文假設地球裡沒有其他熱量來源。但後來我們知道放射性同位素衰變提供了大量能量。其次開爾文假設地球是均一的堅硬固體。實際上,地球內部的物質對流促進了熱量的傳導,也將一部分勢能/相變潛能轉化為熱。

直到20世紀60年代才真正意義上得到了比較可靠的地球年齡。

化學家帕特森得到地球年齡

想想如果有哪種物質可以從地球誕生開始就不斷做著一系列改變,那麼找到這種物質不就可以知道地球年齡了嗎?

確實我們知道鈾235和鈾238都會按照各自不同的概率發生一系列衰變,分別成為鉛207和鉛206。所以,理論上說,只需要知道一個樣品裡有現在多少鉛和鈾,以及形成的時候有多少鉛,就可以得到它的年齡。



那麼我們要測量地球的年齡,就必須找到跟地球同時形成的物質。並且還要能夠知道鉛的初始值,開始帕特森研究的是鋯石,鋯石是一種很堅硬的礦物,它的晶體結構對鉛非常不友好,卻不排斥鈾。在岩漿冷卻結晶形成鋯石的時候,把絕大多數的鉛原子都擠出去了,因此可以基本當作初始的鉛含量為零。


但是帕特森測量地球年齡並沒有這麼簡單,因為他發現不管他多麼小心,重複多少次,測量到的鉛含量總是出乎意料的多。所以後面他建立了一個史上最乾淨的實驗室。

能夠實現純淨無汙染的鉛提取還不夠,因為要測地球年齡就以為著你要找到和地球年齡一樣的鋯石。這實在太難找了,所以必須找到另一種物質,那就是鐵隕石!

鐵隕石鉛含量高而鈾含量低。這就意味著,鈾衰變產生的鉛在這裡微不足道。因此,現在測量到的鉛的同位素相對含量乎是地球形成之時的相對含量,也就是大家夢寐以求的鉛,近初始值。

因此找了一塊鐵隕石樣品,帶回自己的實驗把隕鐵的鉛同位素比值作為初始值,再把地球的平均鉛同位素比值當作現今值,計算得到了一個41-46億年的不錯的估計。這還不夠精確他又找了一塊石質隕石的樣品。和鐵隕石不同的是,石質隕石擁有較多鈾,所以會有很多的鉛來自於鈾的衰變。如果測量到這兩個鉛含量組成迥異的樣品,就可以計算出地球的準確年齡。

最後我們所熟知的地球年齡45.5±0.7億年誕生了。


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科學認識論


地球年齡有46億年,這個數字看似準確,其實也是科學家估算出來的,甚至說是猜的也不為過。因為到目前為止,還沒有任何一種測試手段可以精確地測定地球的年齡。



歷代人們對於地球的形成和年齡都很好奇,古代學者們也嘗試過箇中方法計算過地球年齡。最早嘗試用科學方法探究地球起源的科學家是哈雷彗星的預言者哈雷,他嘗試利用研究大洋鹽度的起源來推算地球年齡。之後又有許多科學家嘗試利用太陽能、地球熱傳導等方式測量,無疑這些測量結果都是不準確的,他們大都得到地球年齡只有幾千萬年。



後來隨著科學的發現,放射性元素的發現帶給了地球年齡測量新的契機。利用放射性同位素的衰變,計算衰變持續的時間,就可以得到地球大致的年齡。於是,人們通過測定岩石中一些放射性同位素的含量,來計算岩石的年齡,進而得到地球年齡的下限,也即地球的地質年齡。目前,科學家們找到的年齡最大的岩石是43.74億年。因此認定地球至少是43.74億年前形成的,因為沒有地球未形成之前,太陽系中是沒有岩石的,只有一些氣體星雲。



之後,科學家們又通過測定月球上的岩石標本,得到月球的年齡是44-46億年間。因為月球形成的時候和地球大致是同步的,所以大致可以認為地球年齡在46億年左右。但是具體到底是之後多少年,還是之前多少年,沒人能夠說的準。


科學探秘頻道


答:通過測量隕石中鉛207和鉛206的含量,對比原始鉛的同位素含量,就能得到地球年齡大致為45.5億年。


關於地球年齡的估計,古人可謂絞盡腦汁,各種神話傳說、上帝創世、盤古開天地等等,得到的結果從幾千年到幾萬年,和地球的真實年齡相差甚遠。

開爾文的冷卻模型

真正首次利用物理學方法,來計算地球年齡的,是大名鼎鼎的開爾文爵士(1824~1907年)——熱力學溫標的創立者、熱力學第二定律的提出者。

20世紀前夕,歐洲幾乎所有的著名物理學家匯聚一堂,一同歡慶經典物理學的輝煌大廈已經建成,當其他物理學家在臺上致賀詞時,開爾文爵士卻專注於自己紙上,原來開爾文還在琢磨,他那地球冷卻模型的計算。

鍊鋼廠數據告訴他,岩石的熱化溫度大約4140K,然後他根據岩石的傳熱係數和熱輻射定律,一通複雜的計算和修正後,他算出熔融岩石冷卻成現今的地球,大概需要9800萬年的時間。

直到該他上臺演講,他的計算過程才被打斷,臺上他說了物理學史中那段著名的話:“動力學理論解釋了熱和光是運動的兩種形式,可是現在,美麗而晴朗的天空中,卻被兩朵烏雲籠罩…一是…”。

作為一名有著極高地位的物理學家,開爾文爵士當然不會粗心地,就公佈他計算出來的地球年齡,他經過反計算與修正後,在論文中給出這樣的結論:我們有很大概率地說,地球年齡應該在2000萬~4億年之間。

這結果和實際還是相差了十多倍,但是相比於以往的聖經推算、曆法推算、神話傳說等等,還是有了極大的進步。

開爾文的冷卻模型,有著致命缺點:一個是他把目前的地球,假想成均勻的堅硬球體,實際上地球中心是高溫熔岩;二是他只考慮純熱力學問題,實際上地球內部元素的衰變,給地球內部提供了大量能量。


克萊爾·帕特森的同位素含量測定法

真正第一次計算出地球年齡的,是美國的一位研究生克萊爾·帕特森,在1956年通過鈾元素衰變為鉛元素的同位素含量測定法得到。

要明白其中原理,我們先來了解一點重元素衰變的知識:

(1)鈾-238會自發衰變為鉛-207,半衰期44.68億年;

(2)鈾-235會自發衰變為鉛-206,半衰期7億年;

(3)鉛的兩種同位素,在自然界中的含量之比是固定值,在太陽系形成之初就確定了,本質上就是太陽系之前的超新星爆炸留下的;

於是,我們要測量一塊石頭的年齡,需要測量當前石頭中,鈾和鉛的同位素含量(主要用到同位素含量的比值),然後對比最初岩石中鉛的含量,就可以計算出鈾的衰變時間,也就是這塊石頭的年齡,原理就這麼簡單。


實際上測量過程並不容易,克萊爾·帕特森前後花了七年的時間,才找到合適樣本與測量技術,方法如下:

(1)有一種鐵隕石,內部鉛含量遠遠高於鈾含量,於是鐵隕石中鉛-207和鉛-206的含量之比,可以作為鉛元素的原始比例;

(2)又找到一塊石質隕石,石質隕石的特點就是鈾含量遠遠高於鉛含量,可以認為其中的鉛元素全部來自於鈾的衰變,然後測量其中鉛的同位素含量之比;

需要的數據都得到了,然後把幾個數據一擬合,就得到一條等時線,其中石質隕石的落點,正是我們測量的地球年齡。

克萊爾·帕特森得到的結果是45.5±0.7億年,這個數據也被後來的其他測定方法所證實;於是,克萊爾·帕特森成為公認的,第一位測量出地球真實年齡的科學家!


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艾伯史密斯


地球的年齡為什麼是用表面岩石測量呢?地球中心處的岩石才能測出真正的年齡。地球年齡按地表放射性測量已有46億年,最少還要加35億年,為81億年,這才符合地球真正存在時間。依據放射性物質越往地心越多,這才是真正體現地球年齡的物質。樹齡越往中心輪廓越清晰,體現的年齡數輪數越多,只看表面推測就可能產生錯誤的結果。地球年齡是建立在一定的科學道理基礎上,符不符合客觀還不能給以肯定。依據探測器探測地球一定深處的放射性物質,再去推測地球年齡,接近客觀的年齡值又會上升,地球演化規律決定著年齡值不是46億年,而是81億年。太陽系星體的年齡都不一樣,月球,火星的年齡就遠小於地球。認為宇宙天體同起源不符合天體演化規律,更科學的方法有待發現。


蘭天196926837


地球的年齡普遍說法是46億年,從人類文明開始就有過相關記載,瑪雅人把公園前3114年8月13日奉為“創世日”。

英國聖公會的大主教推算創世的日期是公元前4004年10月裡的一個星期日,希臘正教會的神學家把創世日提前到公元前5508年,著名的科學家牛頓根據《聖經》推算地球約有6000多歲,而我們想象更大膽在古老的神話故事,盤古開天闢地的傳說中。宇宙一開始猶如一個大雞蛋,盤古在黑暗混沌的雞蛋中睡了1萬多個年,一覺醒來用斧子開天闢地又過了1萬多年天地開始形成。地球的年齡是指地球從原始的太陽星雲中積聚成為一個行星所到現在的時間。,計量地球所經歷的時間必須要找到一種速獵恆定而又量程及大的尺度,早期找到的一些尺度的變化速率在地球歷史上是不恆定的。1896年放射性元素被發現後人們才找到了一種以恆定速率變化的物理過程作為尺度來測定岩石和地球的年齡。最早嘗試用科學方法,探究地理念地球年齡的是英國物理學家哈雷,他提出研究大洋鹽度的起源可以提供解決地球年齡的問題。


1854年德國的科學家赫爾姆霍次。根據他對太陽能量的估算認為地球的年齡不超過2500萬年。1862年英國著名的物理學家湯姆生說。地球,從早期,熾熱狀態冷卻到如今的狀態,需要2000萬至4000萬年。這些數字小,遠遠小於地球的實際年齡。但作為早期常識還是有益的。到了20世紀,科學家發明了同位素地質測定法這是測定地球年齡的最佳方法是計算地球歷史的標準始終。根據這種方法,科學家找到了最古老的岩石有38一歲。然而最古老岩石並不是地球出事時留下最早的證據。不能代表地球的整個歷史。這是因為嬰兒時代的地球是一個熾熱的球體最古老的岩石從地球能學下來,形成堅硬的d殼後保存下來的。

20世紀60年代末,科學家測定取自月球表面的岩石標本,發現月球的年齡是44已知46億年之間,於是根據目前最流行的太陽系起源的行星說吉太陽系的天體是在差不多的時間內連接而成的觀點。這樣我們可以認為地球是在46億年前形成的。然而這只是依靠間接證據來推測出來的。事實上,至今人們還沒有在地球自身發現確鑿的證據證明地球活了46億年。

所以,我們目前是根據地表岩石的壽命來推測地球的壽命,這也是具有科學依據的。在以後科技發達之後,或許可以得出準確的答案。


深渡i


不多說了,現在的這個數值是用放射性元素的半衰期計算出來的。放射性元素半衰期不會隨化學反應或非超高溫或超 高壓所能影響的,所以測出來和數據可靠性還是比較高的。譬如,假設有一種元素半衰期是46億年,我們恰好找到了含2g這種元素的礦石,發現1g已經衰變成了其它元素。我們就認為地球年齡是46億年。如果我們還能發現比這個更古老的且含有放射元素的岩石,那麼地球的年齡又得重寫了。所以地質學家一直在努力。目前發現的最古老的岩石是46億年,所以暫時認為地球年齡是46億年。


癲濟哥


地球年齡現在比較公認的是46億年,這個數據是如何得到呢?開始人們似乎無處下手,曾經根據海洋的鹽度來推測,得出地球有至少上億年,可並不能解釋地球上許多問題,因為有許多的證據說明地球年齡遠遠不止這個年齡。直到上世紀20-30代,人們發現了放射性元素。放射性元素具有非常穩定的性質,無論是加熱或者化學反應,都不能改變其穩定的衰變。於是人們根據岩石中衰變元素的比例,可以比較準確的得出岩石的年齡,從而得出地球的年齡。現在地球上發現最古老的岩石約有38-40年,加上地球前期形成的時間,估計地球約有46年。


泉水63362300


為什麼我們的地球上有千千萬萬的元素週期物種呢?我們對某種物質的元素的週期衰變進行計算的時間轉換時空是不一定準的,在未形成地球之前就有部份的這些物質的元素,而相當多數的物質是形成地球后進化的,能造成今天我們看見的多種物質的元素,是進化過程多種外因的能量變化加入的,相當的複雜造就了複雜的物質變化過程。但是這些物質應該存在有一定的內在運動屬性,要判斷時空的物質的演變進化過程用這運動屬性的穩定性入手可能比較合理些,又存在著多數物質都可檢驗。不是靠單一的元素週期變化去測試,判斷地球的形成過程到現在的大約年輪是相當困難和複雜的因素,按目前的科技測試還是未知數的大約未知數。


適物


其實很容易推,人類歷史這麼久,除了科技成果,人類沒什麼進化,從三葉蟲到人那不是要46億年


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