没有出生证明，科学家怎么知道地球年龄的？

对你我来说，地球似乎是一个永恒的存在。

但是伟大的地球母亲没有留下出生证明。

我们怎么知道她多大了？

悬而未决:地球上的世纪之争

在过去的数百年里，科学家们试图从不同角度猜测地球的年龄。

西方国家甚至通过阅读圣经证实了地球只有几千年的历史。其他观测方法，如海平面和盐度的变化，也被用来估计地球的年龄。

然而，随着科学研究的进步，这些方法被认为是非常不可靠的。直到放射性同位素年代测定的出现，地球年龄的秘密才逐渐被揭开。

美丽的地球

照片摄于forums.pelicanparts.com

断代文物:放射性同位素断代

1898年，玛丽·居里发现了放射性，这表明不稳定的原子能通过以粒子和电磁辐射的形式发射能量而自然衰变。

在元素周期表的100多种元素中，有些同位素非常不稳定，以可预测的方式和速度衰变。这些同位素被称为放射性同位素。如果我们假设岩石形成时含有一定量的放射性母同位素，这些母同位素会随着时间的推移以可预测的速度衰变为其他元素。通过研究现有的元素，我们可以推断出衰变的时间，从而确定岩石的年龄。

早在1904年，物理学家欧内斯特·福特就试图利用这一衰变过程来确定岩石的年龄。

后来，阿瑟·霍姆斯在伦敦帝国理工学院开发了用铀铅法测定岩石年代的技术，并在此基础上提出了地球至少有16亿年历史的观点。

在接下来的几十年里，地球的年龄不断被修正，成为地质学家们的热门话题。

石头中的老人:地球上最古老的岩石有多古老？

然而，到目前为止，还没有发现最原始地壳的痕迹。

科学家推测，由于强烈的板块构造，地球形成后最早的岩石可能已经被完全摧毁。一些研究推测，在全球冰河时期，冰川侵蚀岩石并导致它们解体。然后板块构造将破碎的岩石抛回地球，融化并变成新的岩石。

迄今为止，地球上已知最古老的岩石是位于加拿大西北部的阿卡斯塔片麻岩，它形成于大约40-42亿年前(宝宁，1999年)。

此外，在所有大陆上都可以找到超过35亿年的岩石。例如，格陵兰岛伊斯瓦上地壳的岩石有37亿至38亿年的历史，而斯威士兰的岩石有34亿至35亿年的历史。西澳大利亚也发现了年龄在34亿至36亿年之间的岩石。

然而，尽管这些岩石足够古老，但它们不是来自“原始地壳”，而是由沉积在浅水中的熔岩流和沉积物组成，这表明地球的历史早在这些岩石沉积之前就开始了。

Alcatra (Acasta)片麻岩

照片摄于水晶世界展览中心

作为地球上最坚硬的矿物之一，微小的锆石在各种破坏性地质事件中幸存下来。结果，这些微小的晶体成为迄今为止地球上最古老的物质，有44亿年的历史(王尔德，2001)。

地球上古老的岩石和微小的锆石晶体告诉我们，地球至少有44亿年的历史，因为地球的存在肯定比其表面存在的要古老得多。

局外人:解开地球年龄之谜的关键

科学家坚信地球上最古老的岩石可能已经被强烈的构造运动摧毁了。根据天体物理学家的假设，包括地球在内的所有太阳系天体都是同时形成的，因此科学家把探索地球年龄的希望寄托在太阳系的其他恒星上。

科学家首先想到了月球。由于月球没有经历过像地球那样强烈的构造运动，月球上最古老的岩石仍然留在月球表面。阿波罗登月任务(帕皮克，1998)返回的月球表面岩石的年龄被确定为45亿年。

1971年阿波罗14号带回的月球岩石可能含有古代地球的一小块碎片(箭头“闪长岩碎片”)

美国宇航局拍摄的照片

虽然科学家们还没有从火星表面带回岩石样本，但是坠落到地球上的火星陨石的年龄也可以追溯到45亿年前(奈奎斯特，2001)。

1956年，加州理工学院的克莱尔·帕特尔森用铅同位素测年法测量了峡谷暗黑破坏神的陨石年龄为4.55亿年(0.07)，这几乎与今天公认的地球年龄相同。

“地球和地球的时代”的研究成果发表在地球化学领域的权威期刊《地球化学和宇宙化学学报》(帕特森，1956)上。因此，数百年来关于地球年龄的争论终于解决了。

克莱尔·帕特森

照片摄于montymckeever.com

峡谷暗黑陨石

照片摄于commons.wikimedia.org

参考:

[1]。来自加拿大西北部的鲍林片麻岩。对矿物学和岩石学的贡献，1999，134(1): 16。

《[2》。《地球的年龄是如何计算的？(https://www.livescience.com/3232如何计算地球年龄。

[3]。诺拉·泰勒·雷德。地球有多老？(https://www . space . com/2485how-old-is-earth . html)。

[4]。施春云，等。陨石的年龄和地质历史。空间科学评论，2001，96(1): 10164。

[5]。帕皮克，赖德和希勒奇。月球样本。矿物学和地球化学评论，1998，36，5.5.234。

[6]。陨石和地球的时代。《地球化学与宇宙化学学报》，1956，10(4): 230-237。

《圣经与科学》中的地球有多老？(http://goandscience . org/young earth/age _ of _ the _ earth . html # n01)。

[8]。来自碎屑锆石的证据表明4.4年前地球上存在大陆地壳和海洋。自然，2001，409(): 17178。

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