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地球物理知识之二-地球年龄

作者:地理人来源:未知 时间:2021-07-08 阅读: 字体: 在线投稿

  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、β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。


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