你知道地球的年龄是怎样测算出来的吗

2017-05-20 16:27徐科
第二课堂(小学版) 2017年3期
关键词:同位素放射性测算

徐科

地球是我们赖以生存的家园,它为人类提供了水、食物以及各种资源。在人类发展过程中,对地球的疑问始终未曾间断过,在诸多和地球有关的问题中,地球的年龄一直都是人们非常关心的问题。

为了回答这个问题,科学家们曾经想过许多方法,比如“海洋积淀”“熔盐输送”“宇宙膨胀”等方法。但遗憾的是,用这些方法测算,最终得出来的数据差距很大,有几千万年的,有几十亿年的,甚至还有上百亿年的,都不能相对精确地算出地球的真实年龄。

后来,科学家发现了天然放射性衰变现象及其规律,才使得精确测算地球年龄变得可能。那么,放射性衰变是什么呢?我们可以以铀-238为例,作为一种放射性物质,它会不断地向外放射出粒子,从而使一种元素变成另一种元素,一直等到稳定成为不再具备放射性的铅-206为止。这个衰变的过程不会受到外界环境变化的影响,不管外界是沧海还是桑田,这个过程都会稳定地进行下去。但是不同放射性元素的衰变速度是不一样的,有的快,有的慢,用什么放射性元素测算地球年龄才最合适呢?科学家研究发现,铀到铅的衰变过程相对缓慢,它如果想要衰减到原来的一半,大约需要45亿年的时间,这和地球的年龄比较接近,这就使它成了测定地球年龄的理想元素。科学家可以通过测定样品中所含有的铀和铅的比例,运用相应的计算公式,计算出样品的放射性年龄。

但是,想要准确地测算出地球的年龄,还需要解决一个问题——怎么才能找到能够代表地球年龄的样品呢?假如我们随便采集一块含有铀元素的岩石,那它的年龄很可能不能真实地反映地球的年龄。所以,想要精确地测算地球的年龄,对所采集的岩石样品有着严格的要求,并且还需要结合地球演化学说和地质变化情况,才能从岩石样品的年龄推算出地球的年龄。

为了能够相对准确地估算出地球的年龄,科学家一般会从以下四个方面入手:

首先,寻找地球上最古老的岩石样本,其年龄应该是地球年龄的下限。比如1983年,科学家在澳大利亚挖掘出一块石头,通过铀-铅法测算,发现它已经有42亿岁,这就是目前地球年龄的下限。

其次,知道了地球年龄的下限,我们也可以通过同位素周期系的性质,从而得知地球年龄的上限。科学家通过推算,得知地球元素年龄大约为49亿~51亿年,这就是地球年龄上限。

再次,从地球上铅的演化推算地球年龄。在通过上面两个方法得出地球年龄上下限的基础上,再利用地球上铅的演化推算地球的年龄。

最后,陨石的同位素比也可以推算地球的年龄。它和铅的演化推算同理,只不过它是利用陨石的同位素比推算地球的年龄。1975年,我国科学家对吉林陨石雨的同位素年龄进行测定,最终获得了和世界上其他科学家一样的结果——地球年龄为45.5亿±0.7亿年。此外,通過测定从月球上取回的土壤和岩石样品,认定地球最大年龄为46亿年。

于是,我们也就测算出了地球的年龄——46亿年!

(编辑 QQ糖)

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