逍遥学能 2017-12-20 14:49
上一讲，讲了地球的起源问题。那么，从固体地球形成地球现在这个样子，经过了多少时间？这就是地球年龄问题。
为了回答地球的年龄问题，天文学家、地质学家、物理学家曾想出许多方法，如潮汐摩擦、宇宙膨胀、溶盐输送、海洋沉积。但是，所得年龄相差很大，从几千万年到几十亿甚至上百亿年。为什么会出现这种状况呢？因为过去大家都没有找到一个合适的大自然钟去为地球年龄计时。这不是哪一位科学家的过失，是受当时科学水平发展的限制。
直到1896年，发现天然放射性衰变现象和规律，才使这个问题得到解决。
什么叫放射性衰变呢？拿铀-283来说，它是一种放射性衰变元素，指它不断放出a、等粒子，不断地从一种元素变成另一种元素，直到稳定成为不再具有放射性的铅-206为止。这个衰变过程不受外界条件影响，能稳定地人不知鬼不晓地进行。但是，不同元素的衰变有快有慢，铀-铅衰变过程就比较慢，它衰减为原来一半数量时所用的时间（半衰期）大约是45亿年。它与地球年龄极为接近，因此成为测定地球年龄的最理想的元素。在实际工作中，只要能准确测出样品中所含的铀和铅的比例，通过一定公式，则可算出这块样品的放射性年龄。
这里产生一个问题：你所测出的仅仅是一块样品的年龄，它怎么能代表地球的年龄呢？人们经常用成语一叶知秋，来说明由局部洞察整体的道理。当然，随便取一片叶子，是不能知秋的。同样，任意采一块含有放射性元素的石头，它的年龄并不总能反映地球年龄。因此，对样品要有严格要求，并且还要结合地球演化学说和地质变化情况，才能从岩石年龄对地球年龄做出估计。为了估计地球年龄，大致从以下四条途径入手：
第一，寻找地球上最古老的岩石，其年龄应为地球年龄的下限。如1976年，在我国的河北省迁西县找到一块石头，通过放射性的铷锶法测定，得出它的年龄为36亿年。1983年，在澳大利亚的芒特纳里尔采得一块石头，通过铀铅法测定，得出它的年龄为42亿年。这就是目前地球年龄的下限。
第二，根据同位素周期系的性质，估计地球元素的年龄，以此作为地球年龄的上限。据著名的地球物理学家翁文波估计，地球元素年龄约为49亿～51亿年。这就是迄今为止我们所得地球年龄的上限。
第三，由地球铅的演化推算地球年龄。这是在以上所得地球年龄的上、下限之间，利用地球上的铅的演化直接推算地球年龄。例如，用1966～1968年我国珠峰考察队的样品，采用一种叫做整合的统计分析方法，得出地球年龄为44.9亿～45.9亿年。
第四，由陨石的同位素比推算地球年龄。这是在以上所得地球年龄上、下限之间，利用陨石铅的同位素比推算地球年龄。1975年我国科学工作者对吉林陨石雨的同位素年龄测定，其结果与世界上其他地区其他学者所做结果一致，即地球年龄为45.5亿0.7亿年。此外，自月球取回土壤和岩石，经测定其最大年龄为46亿年。
据上述结果，我们可以在太阳系大家族的户口本上，翻到地球的那一页，在的履历表的年龄栏内，工工整整地写上46亿高龄了。