陆游称赞出师表:地球的年龄有多大？

地球究竟高寿几何呢？

中国古人推测：“自开辟至于获麟（指公元前481年），凡三百二十六万七千年”。 17世纪西方国家的一个神甫宜称，地球是上帝在公元前4004年创造的。如此等等说法，纯属臆想，毫无科学根据。

最早尝试用科学方法探究地球年龄的是英国物理学家哈雷。他提出，研究大洋盐度的起源，可能提供解决地球年龄问题的依据。1854年，德国伟大的科学家赫尔姆霍茨根据他对太阳能量的估算，认为地球的年龄不超过2500万年。1862年，英国著名物理学家汤姆生说，地球从早期炽热状态中冷却到如今的状态，需要2000万至4000万年。这些数字远远小于地球的实际年龄，但作为早斯尝试还是有益的。

到了20世纪，科学家发明了同位素地质测定法，这是测定地球年龄的最佳方法，是计算地球历史的标准时钟．根据这种办法，科学家找到的最古老的岩石，有38亿岁。然而，最古老岩石并不是地球出世时留下来的最早证据，不能代表地球的整个历史。这是因为，婴儿时代的地球是一个炽热的熔融球体，最古老岩石是地球冷却下来形成坚硬的地壳后保存下来的。

本世纪60年代末，科学家测定取自月球表面的岩石标本，发现月球的年龄在44至46亿年之间。于是，根据目前最流行的太阳系起源的星云说，太阳系的天体是在差不多时间内凝结而成的观点，便可以认为地球是在46亿年前形成的。然而，这是依靠间接证据推测出来的。事实上，至今人们还没有在地球自身上发现确凿的“档案”，来证明地球活了46亿年。

46`567亿年

46亿年

46亿年

大概46亿年

你知道地球生成以来，已经度过了多少岁月呢？
很早以前就有人想回答这个问题。
人们想到了海水。海水是咸的，其中的盐被设想是从大陆上送去的，现在河流还在不断把大量盐分带进海中。那么我们用每年全世界河流带进海中的盐分的数量，去除以海中现有盐分的总量，这不是可以算出积累这样多的盐分，已经花了多少年吗？计算的结果表明：大约已有1亿年。这个数字显然还不是地球的真实年龄，因为在海洋出现之前，地球早已经出世了。而且河流带进海中的盐分的多少，不会每年一样，海中的盐分还会因海水被风吹到岸上，而有一部分返回大陆。
人们又在海洋里找到了另一种计时器，这就是海洋中的沉积物。随着岁月的增长，沉积物愈来愈厚，而且大量变成了岩石——沉积岩。据估计，每3000～10000年可以造成1米厚的沉积岩。地球上各个地质时期形成的沉积岩，加在一起总共有多厚呢？约有100千米。算起来形成这些沉积岩共用了3亿～10亿年的时间。不过这个数字仍不等于地球的年龄，因为在有沉积作用以前，地球也是早就形成了。
看来需要有一种稳定可靠的天然计时器才能算出地球的年龄。这样的计时器已经找到了，那就是地球内的放射性元素和它蜕变生成的同位素。
1896年，铀具有天然的放射性被法国的物理学家贝克勒尔发现，随后英国的物理学家卢瑟福提出并证实放射性元素的原子会蜕变，即自行分裂为另外的原子。例如原子量为238的铀，蜕变的最后结果是产生出氦和原子量为206的铅。这种错比原子量为207的普通铅重一点，但都在元素周期表上的同一位置，被称为锡的同位素。人们还发现这些放射性元素蜕变的速度不受外界的影响，稳定不变，不过蜕变的速度和产物各不相同；铀－238是45.1亿年变掉一半，这个时间被称为铀－238的半衰期。
放射性元素在地球上分布很广，像钻在许多岩石中都有，它蜕变产生的氦是气体，容易散失，铅则留了下来。因此根据一块岩石中含有多少铀及从这些铀分裂出来的铅，就能够算出这块岩石的年龄。现在已知的最古老的岩石，是1973年在格陵兰发现的，年龄有38亿年；1983年又在澳大利亚找到几粒年龄有41亿～42亿年的矿物颗粒。这表明距今40亿年前后，地壳已开始形成。
不过在地壳出现以前，地球已经存在了一段时间，因此这个数字还不等于地球的年龄。这该怎么办呢？人们发现，地球中的铅，不止是铀－238分裂而成的，原子量为235的铀和原子量为232的钍也在蜕变，产生出另外两种铅的同位素。而且除了放射性元素蜕变而成的铀，地球上还有一种非放射性来源的铅，它的原子量为204（Pb204），在地球形成之时就已存在。查出了存在于地球的这几种铅今天的比例关系，就能算出比较可靠的地球的年龄。可惜那种非放射性来源的铅由于它的原子重，沉降到以铁、镍为主的核心中去了（分布在上层岩石中的铅，主要是铀和钍变来的；铀和钍的原子更重，但它们的离子半径大，随二氧化硅向上移动，跑到地球的岩石表层中来了）。但是按照地球与太阳系其他天体都来自同一星云的理论，不妨借用铁陨石来推算，它们是太阳系中小天体的碎片，成分接近地球核心的物质组成。
这样计算的结果是地球的年龄约有46亿年。当然这仍不够确切，计算的结果常出入很大，但我们对地球有多大年纪，终究有了接近真实的认识。

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人类大约几百万年前就诞生了，但是，人类知道自己所生活的这个普通的行星的年龄，却是最近几百年的事。科学家断定地球的年龄有46亿岁。有什么依据呢？科学家是凭借地球内的放射性元素和它衰变形成的同位素来测定地球的年龄的。

为什么依据放射性元素可以测定地球的年龄呢？

放射性元素的原子核会随着时间的推移而减少。减少的那些核子变成了其它元素的原子核，也就是说变成了别的物质。这种变化有一个固定的半衰期。半衰期就是核子数减少到原来的一半所需要的时间。在一定的时间内，一种放射性元素有一个固定的半衰期，放射性元素分裂了多少分量，生成了多少新物质，速度是稳定的，而且不受外界环境的影响。假如某种放射性元素的半衰期是1万年，原来有1亿个原子核，那么经过1万年就有5000万个原子核变成了另一种元素X，再过1万年，又有2500万个原子核变成了元素X，再过1万年又有1250万个原子核变成元素X......在地壳的矿物中，都含有一定的放射性元素，如果测定出岩石中某种放射性元素的数量和它变成的新元素的数量，再根据这种放射性元素的半衰期，就可以推算出这种岩石的年龄。岩石中残留的放射性元素越少，生成的新元素就越多，岩石也就越古老。

1903年，法国科学家居里开始探讨应用放射性测定地质年代的可行性。1907年，博尔特伍德得出了第一批放射性地质年龄数据。

人类根据对多种放射性元素的测定知道，地球上许多地方的岩石年龄在30亿年左右。我国河北迁西、遵化一带的变质岩年龄在35亿年。岩石中的"老寿星"达39．6亿岁，这是20世纪80年代美国科学家在加拿大西部发现的。科学家根据岩石的年龄和岩石的形成等因素，推测地球的年龄在46亿岁左右。科学家用类似的方法，根据"阿波罗"宇宙飞船从月球上取回的月岩标本，测定月球的年龄在45亿年一46亿年。

这个难题曾经考验过许多科学家的智慧。有人想出用沉积岩形成的时间来测定，有人主张用海水含盐浓度的增加来推算，而最精确可靠、量程最大的宇宙计时器，显然要数放射性元素的蜕变了。放射性元素衰变一半需要的时间叫半衰期，它不以外界物理化学条件变化为转移。例如铀235，每隔4亿5千万年就有一半变成铅与氦，钍232的半衰期是13亿年，而铷82的半衰期则将近50亿年。从这些同位素和他们衰变产物的相对浓度中，我们测定出地球最古老的岩石-西格陵兰片麻岩已有38亿年的历史。但这显然还只是地球从"天文时期"进入"地质时期"前后的时间。根据对月球岩石和太阳系陨星的测定和比较，我们地球的高寿应该是46亿岁了。