科学家是怎样计算出地球的年龄的?地球的年龄是多少?

2024-10-31 19:03:30
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生命有年龄,那么宇宙中的天体自然也有年龄,大到整个宇宙,小到像地球一样的渺小行星也是有年龄的。一颗星球年龄的大小需要智慧生命的探索和研究,而地球现在的46亿岁年龄,自然也是科学家经过不断的探索和研究得出的结论。那么科学家是如何计算出地球年龄的?

对于我们人类来说,从出生的那一刻已经有了年龄。而要判断一个人年龄的大小,可能有人会认为说只要看对方的身份证就能够明白了,或者可以看对方的面相也可以看出来。可事实上,通过看身份证和面相,你还真不一定可以判断出对方真实的年龄。


就拿身份证来说吧,上面的出生日期就一定是正确的吗?相信不少朋友都有过改年龄的经历,不管是出于什么样的需要,改年龄并不是什么稀奇的事,有可能身份证上显示你已经30岁了,而你真实的年龄可能只有25岁。其次通过看外表来判断一个人的年龄更不靠谱,随着科技的快速发展,不少人保养得非常不错,尤其是女姓,她们外表的年龄跟真实年龄往往相差很大。而有一些特殊的人群,可能是她们基因的缘故,会显得非常抗衰老,有可能真实年龄已经70岁,但从外表看来可能只有30多岁,这些人我们称之为不老女神或不老男神。

由此可见,通过身份证或外表是无法判断一个人的真实年龄,而科学家要判断一个人的真实年龄,自然也不会用这种不靠谱的方法。那么科学家是如何判断一个人的真实年龄呢?用到的方法就是通过骨龄,不管你的外表保养得如何好,显得多么年轻,但是你的骨龄是无法改变的。

科学家通过借助于骨骼在X光摄像中的特定图像来确定。通常要拍摄人左手手腕部的X光片,医生通过X光片观察左手掌指骨、腕骨及桡尺骨下端的骨化中心的发育程度,来确定骨龄。事实上,人体很多的奥秘都可以通过骨头来确定,比如考古学家通过骨头的年龄来判断古墓主人死亡时的年龄,通过骨头可以还原一个人的外貌等。


判断一个人的真实年龄可以通过骨龄,那么判断一颗星球的大小是否也可以通过类似的方法呢?事实上,科学家在探索地球年龄的道路上充满了艰辛。早在400年前,人类的科学之路才刚刚萌芽,那个时候的欧洲还是以宗教为主的形式。

当时有一位叫爱尔兰人詹姆斯乌雪的大请教,它对地球的年龄也非常感兴趣。于是开始了探索之路,只不过他用的方法是通过查阅各种宗教书籍及历史文献,通过上面记载的相同事件的年份来进行反复的对比和整理,最后在1645年出版的著作《乌雪年表》中,根据当时流行的推算,认为整个世界被上帝创造于公元前4004年10月22日下午6时。

当然,以上这个方法得出的地球年龄是非常不准确的,这种方法其实和我们通过一个人的身份证和外表来判断年龄是一样的道理,都只是一些表面的东西。后来启蒙运动之后,宗教的权威和影响力不断降低,科学开始逐渐走上了历史的舞台。

这个时候科学爱好者们开始采用更加科学的方法来推算地球的年龄,其中法国博物学家布丰收集到了很多史前古生物化石,根据这些化石的年份,分布推测地球的年龄超过7万5000年。


19世纪50年代,由德国物理学家克劳修斯与英国物理学家开尔文勋爵分别提出的热力学第二定律已经成为了学界的共识。根据热力学第二定律,地球、太阳乃至整个宇宙都处在一种热量耗散的过程中。

按照这个理论,地球在诞生之初是一个高热量的岩浆球,其温度随着时间不断降低,直到将热量完全耗散掉变得彻底冰冷死寂。这样一来,只要我们知道了地球的初始温度(也就是岩浆的温度)、岩层的导热系数以及地温梯度,我们就能根据公式计算出地球的年龄。

开尔文在1862年发表了一篇名为《论地球的缓慢冷却》的文章,他将岩浆的温度设定为3870℃(实际上应该是700℃—1200℃),然后估算了导热系数与地温梯度的平均值。开尔文最终计算结果是9800万年,考虑到估算带来的误差,他提出地球的年龄大致在2000万年到4亿年之间。

到了1907年,美国化学家博尔特伍德认为铅是铀放射衰变的最终产物,提出了“铀—铅测定方法”。在同位素被发现之后,这种方法被科学家们进一步优化,因为铀235和铀238会分别衰变为铅207和铅206,所以在理论上,只要我们知道一块岩石中铅和铀的比例,我们就可以计算出岩石的年龄。


通过这个方法,美国地球化学家克莱尔帕特森最终通过将陨铁中的铅铀比例设定为初始值,将地球岩石中平均的铅铀比例设定为最终值,计算得出地球的年龄在41亿—46亿年之间。帕特森在1956年最终得出地球的年龄为45.50.7亿年。

这个计算地球年龄的方法得到了科学界的普遍认可,直到现在我们所用的地球年龄都是帕特森的1956年计算出来的。那么这个年龄真的是地球的真实年龄吗?可能科学家也不敢100%肯定,可是以人类现在的科技,还无法找到更先进的探索计算地球年龄的方法。

有人说,地球的年龄可能远比我们现在认为的46亿年要长,我们现在是通过铅铀比例来计算地球的年龄,这个方法是否足够准确还不一定。有可能随着科技的快速发展,未来会有更加先进的,新的计算地球年龄的方法,那个时候地球的年龄可能还会有所变动。

事实上,要准确计算地球的年龄,可能最终的探索目标还要放在地球内部。我们都知道,地球内部才是最神秘的地方,那里是地球最早形成的地方,尤其是地核它可是行星形成前的胚胎。虽然我们现在认为地球内部是一个高温高压的环境,可能那里的物质早就不是地球形成时候的样子。


但是,我们现在对地球内部的一切更多的还是猜测,我们还没有能力深入地球内部探索,自然也不知道那里的详细情况。有可能真实的地球内部跟我们想象的有很大差距,那里有可能发现地球真正的起源之谜,自然也有可能保存着地球的年龄之谜。