自然科普:科学家们如何测量地球年龄呢?
作者:杨凡
发布时间:2021-04-15
浏览次数:1654

  理论上,只要找到和地球同时期形成的岩石,测量出岩石的年龄,就能知道地球的年龄。迄今为止,地球上发现的最古老的岩石,是澳大利亚西部的一块锆石晶体,根据测验,这块晶体已有43.74亿年的历史。但考虑到地球是一个活跃的行星,在几十亿年的地质运动的消磨下,地球形成之初的那些岩石或者晶体早已经不知所踪,能完整保存至今而且被我们发现的少之又少,因此这个方法并不能保证精确地测定地球年龄。

  

  43.74亿年前锆石晶体(图片来源:中科院南京地质古生物研究所)

  所以,科学家提出了另一种方案:假设地球和陨石(主要是太阳系内的星际物质)均由太阳系内的星尘吸积而成,由于形成时间相同,二者就会具有相同的元素成分,简单来说就是地球与陨石同源,那么只要能够测量出陨石的年龄,就能大致推测出地球的年龄。

  克莱尔·帕特森正是采用了这种方法,他的测量结果就是基于对来自亚利桑那州的Canyon Diablo 铁陨石的测定。自此以后,对陨石和月球岩石的研究结果只对该数值进行了微小的修正。

  

  Canyon Diablo 铁陨石(图片来源:http://scihi.org/clair-cameron-patterson-age-earth/)

  而我们都知道,地球是一个明显具有圈层结构的星球,主要分为地壳、地幔和地核,而地核又分为外核和内核。在大多数人的意识中,地球各个部分应该是在同一时期形成的,因此它们之间的年龄应该相差不多,而地核应该是地球最老的一部分。但事实并非如此,地球各个部分都有自己的年龄,比如,大洋地壳的年龄一般不超过2亿年,而且最新研究表明地球内核年龄只有10亿年。(注意这里所说的地球内核的年龄只有10亿来年,指的是地球内核从形成到现在,大约只有10亿年,而不是指整个地核的年龄。)

  

  大洋岩石圈的年龄(百万年)(图片来源:https://www.ngdc.noaa.gov/)

  
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