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2019-7-9 9:47:43 来源洪凯即:中国矿业报 作者亲:姚 禹

“地球的年龄是多少?”在400年前的欧洲换,爱尔兰人詹姆斯·乌雪是这个问题的公认权威帮。有趣的是腔,他并非一位科学家脑,而是一名大主教笆瓮乘。因为在科学革命之前掣薄,“地球的年龄”问题是与创世神话联系在一起的狠,因此起,“地球的年龄是多少?”最开始是一个神学问题而非科学问题宦。

詹姆斯·乌雪担任过全爱尔兰天主教会的大主教齿,但对科学充满兴趣霖。他采用圣经年谱学的方法剐禾,把圣经上记载的重大历史事件按照时间顺序依次排列出来夕时陈,同时他还查阅了很多非基督教古代历史文献落,将与圣经上记载相同的事件一一标记年份穗。经过反复的比对和整理诬猎,乌雪在他1645年出版的著作《乌雪年表》中鞭钡绘,根据当时流行的儒略历推算混喷避,认为整个世界被上帝创造于公元前4004年10月22日下午6时守悼。

在启蒙运动之后电谩坡,基督教的权威已经摇摇欲坠妮,后来的学者们纷纷采用更加科学的方法来推算地球的年龄阑嚼。法国博物学家布丰收集到了很多史前古生物化石告,根据这些化石的年份嗓筏边,布丰推测地球的年龄超过7万5000年伶妮屁。英国地质学家赫顿则提出了“均变论”妻端葱,认为地球演化是一个复杂漫长的过程婚烁,而我们只能解释和分析每个地质时期的具体变化躺兰灿,但无法推测起点和终点蒂。这种地质渐变论的观点后来被赖尔发扬光大酱寡,成了当时的主流观点拷偷。同为博物学家的达尔文推测一些地质变化的过程至少要经过三亿年码搁,而地球的真实年龄说不定远大于此惊狮逃。

当博物学家和地质学家们束手无策的时候汗恳湃,解答这个问题的重担落到了物理学家身上掂。19世纪50年代沮协萝,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成为学界的共识途诬。根据热力学第二定律曹钙,地球苯璃粕、太阳乃至整个宇宙都处在一种热量耗散的过程中欧。按照这一理论公甩,地球在诞生之初是一个高热量的岩浆球禽,其温度随着时间不断降低控憋抚,直到将热量完全耗散掉变得彻底冰冷死寂卸。这样一来廷台绞,只要我们知道了地球的初始温度(也就是岩浆的温度)皑拣、岩层的导热系数以及地温梯度嚏,我们就能根据公式计算出地球的年龄骋蟹。

开尔文在1862年发表了一篇名为《论地球的缓慢冷却》的文章炭,他将岩浆的温度设定为3870℃顷谁,然后估算了导热系数与地温梯度的平均值揩缔愁。开尔文最终计算结果是9800万年始乡,考虑到估算带来的误差罚,他提出地球的年龄大致在2000万年到4亿年之间炒寞齿。通过不断精确参数囤,开尔文在之后的几十年中不断地修订自己的计算结果粮猫,在1897年汐,他最终确定地球的年龄应该是2400万年祁俏唐。

按照当时已知的物理学理论酿迸备,开尔文的计算方法是不可动摇的搬铣无。不但地质学家们无法反驳开尔文的观点赏,就连像达尔文这样伟大的博物学家也一度怀疑自己提出的物种演化理论其啡石。但是秘黎骄,开尔文的计算方法是建立在两个基本假设之上的衫:一是地球内部没有其他热量来源;二是地球内部是一个均质的固体豆胳。只要这两个假设是成立的豁投,那么开尔文的计算方法就是无懈可击的日凯扰。

科学史上很多伟大的发现都来自于意外图。1896年趴喇,法国物理学家贝克勒尔意外地发现铀盐能够让包在厚黑纸中的底片感光怯玻泌,证明铀能发射出一种有穿透性的射线抹人剧,这是人类第澳洲时时彩持久爱尔兰共和军(Continuity Irish Republican Army,CIRA)一些科学家认为,如果发现手部骨骼化石就可以研究这一物种的手部灵敏度,进而为确定人类祖先何时能够使用工具提供重要线索。一次观测到了放射性现象诺惶。在两年之后享计,著名的皮埃尔·居里和玛丽·居里夫妇从沥青铀矿提炼出了两种新的放射性元素钋和镭甲府硕,而在1903年扩,居里夫妇进一步检测到了镭元素在放射过程中会不断产生热量措号沃。与此同时恕吨,进入20世纪之后缓,科学家们通过研究地震波折射现象发现了地球内部并非均质的固体缸,而是分成地壳废封、地崤卸辏和地心寝晨。至此翅暇,开尔文计算地球年龄的两个假设全部被证伪了权。

历史性的转折发生澳洲幸运5可鉴定的大中型动物骨骼标本有3000多件,包括硕猕猴、肿骨大角鹿、梅花鹿、野猪、犀牛、三门马、鬣狗等;另外还出土了啮齿类、鸟类等小型动物化石2000余件。在1904年锑。年逾八旬的开尔文勋爵参加了一场由英国皇家学会举办的物理学会议巳,早已成为物理学界权威的他受到了一位年轻物理学者的挑战赋,而这位挑战者正是开尔文晚年最得意的学生——当时年仅33岁的卢瑟福恍僧世。卢瑟福在会议上作了关于放射性增温对估算地球年龄影响的报告芯购杰,认为地球内部的放射性元素所产生的热量能够平衡地球自身的冷却儡敛溃。这一对师生代表了世纪之初发生的两种范式之间的交接囊婚疆,卢瑟福的研究从学理上推翻了开尔文的计算方法票,为后来者们开辟了一种新的方法肥,即通过测定放射性元素的衰变过程来确定地球的年龄陶失。在1907年哇磕,美国化学家博尔特伍德认为铅是铀放射衰变的最终产物陋娃踌,提出了“铀-铅测定方法”氏碱。在同位素被发现之后乐翅慌,这种方法被科学家们进一步优化佬捻,因为铀235和铀238会分别衰变为铅207和铅206吧宋怂,所以在理论上弦硅,只要我们知道一块岩石中铅和铀的比例类腾,我们就可以计算出岩石的年龄抡。

于是细,解决问题的关键变成了寻找到和地球同时形成的岩石轻。地表上的岩石都经历过复杂的地质运动累就,而陨石来自于太阳中的小行星弯,这些小行星是和地球在同一时间形成的动。在各种各样的陨石之中瘟,陨铁的含铀量极低圭勿凡,这就意味着帘常俊,铀衰变产生的铅微乎其微垂辰寿。因而糕,陨铁中的铅铀比例就与地球形成之初的比例近乎相等憨家。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伯阜铣,将地球岩石中平均的铅铀比例设定为最终值浩屋,计算得出地球的年龄在41亿~46亿年之间搏。精益求精的帕特森对自己的测量结果仍旧不满意笔徽,他又找来另一种和陨铁性质近乎相反的石质陨石殿,即初始含铅量极低搏藉细,其中澳洲快三本次发掘的一项重要发现,就是清理过程中,火塘、原地烧结土、烧石、烧骨等古人类用火遗物、遗迹的密集出现,它们为“北京人”用火行为的研究提供了重要的科学素材。的铅都是由铀衰变而来歉苹。综合两个测定结果惜,帕特森在1956年最终得出地球的年龄为45.5±0.7亿年认滴。

科学研究终于告一段落滑冷艾,但故事并没有结束嫉锣。在帕特森研究地球表面铅分布的时候猎坛,他发现誓,进入20世纪之后的自然界中的铅浓度增加速度陡然提升溶傅,远远高于过去几十亿年的积累速度腾沟。人类工业污染蔬僚特,特别是化石燃料的燃烧是这些铅的主要来源去潞。澳洲幸运5双方的合作并不像外界想象的你买我的技术或者我给你调试下那么简单,它的背后是华为手机在摄影摄像方面的布局与深耕。圣战者运动 (Harakat ul-Mujahidin, HUM)意识到这点之后忙溪,帕特森将后半生的主要精力都投入到了环境保护事业中控垄俩。对于整个宇宙来说鄙挺刹,地球只是漂浮在宇宙中的一颗渺小行星情,但是对于人类来说李譬鞠,地球是我们赖以为生的家园毙。□

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