5萬年前墜落地球,一顆古老隕石揭開地球的年齡

5萬年前墜落地球,一顆古老隕石揭開地球的年齡

長久以來,人們相信地球有一個起源時間。但直到19世紀,隨著地質學的發展,人類才對地球的年齡有了科學的估計。

開爾文的估算

在1862年,著名物理學家開爾文估算出了地球的年齡。開爾文假設地球是從一種完全熔融的狀態開始的,透過估算地表溫度的冷卻時間,就能知道地球形成於何時。根據開爾文的計算,地球應該形成於2000萬至4億年前。

5萬年前墜落地球,一顆古老隕石揭開地球的年齡

不過,開爾文大幅低估了地球的年齡。因為他沒有考慮到地球內部的另一大熱量來源——放射性熱量。根據目前的估計,在地球內部的熱量來源中,放射性熱量和原始熱量各站一半。另外,地球內部還存在熱對流的現象,這也能夠讓地球溫度的下降速度遠低於開爾文的預估。

直到19世紀末20世紀初,居里夫婦發現了釙和鐳兩種放射性元素之後,地質學家意識到此前人們都低估了地球的年齡。如果考慮到放射性熱量和熱對流,地球年齡的估計在四十多億年,這已經接近於現代測量結果。

放射性定年法

科學家進一步發現,放射性元素的半衰期非常穩定,不受外界的溫度和壓力的影響,因為這是由原子核自身結構所決定的。於是,利用放射性元素可以精確的測量地質年齡,這種方法被稱為放射性定年法。

5萬年前墜落地球,一顆古老隕石揭開地球的年齡

理論上,只要知道地球上最古老物體的年齡,就能知道地球的形成時間。在地球上,有一種礦物可以被用來測定地球的年齡,那就是含有鈾、鉛的鋯石。鈾可以衰變為鉛,透過測量鋯石中的鈾鉛同位素比值,就能知道鋯石的年齡,這種方法被稱為鈾鉛測年法。迄今為止,科學家發現的最古老鋯石可以追溯到44億年前,這意味著地球的年齡至少有44億年。

不過,鋯石並非地球上最古老的物體。因為地球形成時是熔融狀態,鋯石是在地球冷卻一段時間之後才形成的,所以地球的實際年齡肯定會超過44億年。

隱藏著早期太陽系資訊的隕石

5萬年前墜落地球,一顆古老隕石揭開地球的年齡

由於地球持續經歷地質變遷,所以很難基於地球上的物質來精確測定它的年齡。但整個太陽系(包括行星、小行星)都是從同一團星雲中形成的,小行星在形成之後迅速冷卻,它們保留了早期太陽系的資訊。如果這些小行星墜落到地球上,我們就能透過它們知道地球的形成時間。

由於隕石中主要包含鉛元素,透過鉛鉛測年法,可以準備計算出地球的年齡。在上個世紀50年代,地質學家測量了5萬年前墜落地球的一顆隕石的鉛同位素比值,由此首次得出的地球年齡為45。5億年,這與目前基於多種方法測出的地球年齡相一致。現如今,科學家對地球年齡的最精確估計為45。4億年,不確定度不超過1%。

頂部