地球有多大,科學家是如何計算出地球的年齡的

2022-02-22 07:51:09 字數 4943 閱讀 5927

1樓:小顏愛遊戲

地球是人類生存了數百萬年的家園,我們都知道宇宙萬物都有年齡的長短,宇宙的年齡約為138億歲,人類的平均年齡約為80歲左右,而地球的年齡約為46億歲月。

很多人都明白,人類從誕生的那一刻起就開始計算年齡,自然我們也知道自己的年齡有多大,可是地球的年齡如此漫長,我們又是如何知道地球的年齡為46億歲?科學家又是如何計算得出地球的準確年齡呢?

人類的年齡從出生那一刻起就有了,而科學家判定一個人的年齡大小,並不是看你外表的年紀,也不是看你身份證上顯示的出生年月,要知道一個人的外表是無法判斷一個人年齡大小的,有的人天生就面嫩,又善於保養,即使60多歲了,從外表看也會被人們認為30歲月左右。

科學家判斷分析一個人的年齡大小,是通過骨齡,骨齡是骨骼年齡的簡稱。不管你如何保養,外表如何年輕,但是你的骨骼年齡卻是一年比一年老,這個無法改變,就好比一個人的dna資訊是很難改變的。科學家藉助於骨骼在x光攝像中的特定影象來確定一個人的年齡大小。

通常要拍攝人左手手腕部的x光片,醫生通過x光片觀察左手掌指骨、腕骨及橈尺骨下端的骨化中心的發育程度,來確定骨齡。這項技術被廣泛就用於各行各業,尤其是破案,考古學上。人的真實可以通過骨齡來判斷,那麼地球的年齡又是如何來判斷的呢?

可能有人會想到,判斷岩石的年齡或許可以得出地球的年齡,事實真的如此簡單嗎?當然不是,要知道地球上面的岩石在經過數十億年歲月的變遷,早已變得不是誕生之初的岩石,因為科學家很難通過判斷岩石的年齡來準確得出地球的年齡。

人類對地球年齡的興趣,在古時候已經有人研究探索,只不過那個時候更多的是通過一些星相占卜來計算,得出的答案也是非常不準確的。直到人類開始走出科技的時代,科學愛好者們開始採用一些科學的方法來推算地球的年齡。

早期的時候,科學家通過收集很多的史前古生物化石,通過確定這些化石的年份,來判斷地球的年齡,得出的答案是7萬2023年以上。當然,這個年齡遠小於地球真實的年齡。後來,物理學家登場了,19世紀50年代,由德國物理學家克勞修斯與英國物理學家開爾文勳爵分別提出的熱力學第二定律已經成為了學界的共識。

根據熱力學第二定律,地球、太陽乃至整個宇宙都處在一種熱量耗散的過程中。

按照這個理論,地球在誕生之初是一個高熱量的岩漿球,其溫度隨著時間不斷降低,直到將熱量完全耗散掉變得徹底冰冷死寂。這樣一來,只要我們知道了地球的初始溫度(也就是岩漿的溫度)、岩層的導熱係數以及地溫梯度,我們就能根據公式計算出地球的年齡。

開爾文在2023年發表了一篇名為《論地球的緩慢冷卻》的文章,他將岩漿的溫度設定為3870℃(實際上應該是700℃—1200℃),然後估算了導熱係數與地溫梯度的平均值。開爾文最終計算結果是9800萬年,考慮到估算帶來的誤差,他提出地球的年齡大致在2000萬年到4億年之間。

開爾文的這個有關地球年齡的論斷持續了很長時間,直到2023年,美國化學家博爾特伍德認為鉛是鈾放射衰變的最終產物,提出了「鈾—鉛測定方法」。在同位素被發現之後,這種方法被科學家們進一步優化,因為鈾235和鈾238會分別衰變為鉛207和鉛206,所以在理論上,只要我們知道一塊岩石中鉛和鈾的比例,我們就可以計算出岩石的年齡。

可是要在地球上尋找到符合這個要求的岩石可不容易,地球表面的岩石早已在經歷複雜的地質活動以及歲月的風化,變得面目全新,早已不再純潔,不是地球誕生之初的岩石。後來科學家又想到了利用太空中隕石來進行這個測定推算。

我們都知道,太陽系存在著很多的小行星以及其它小星體,這些星體基本和地球在同一時期形成,它們是太陽系早期的物質。由於這些小行星它們沒有大氣層,完全暴露在真空的太空環境中,即使經過了數十億年的歲月,這些小行星仍然保持著太陽系早期的物質成分。

這些隕石中由於隕鐵的含鈾量極低,這就意味著,鈾衰變產生的鉛微乎其微。因而,隕鐵中的鉛鈾比例就與地球形成之初的比例近乎相等。美國地球化學家克萊爾帕特森最終通過將隕鐵中的鉛鈾比例設定為初始值,將地球岩石中平均的鉛鈾比例設定為最終值,計算得出地球的年齡在41億—46億年之間。

帕特森在2023年最終得出地球的年齡為45.50.7億年。

以上這個方法就是人類目前最先進的探測地球年齡的方法,那麼這個方法計算出的地球年齡是正確的嗎?相信科學家也不敢100%肯定。要計算地球的真實年齡,一個方法就是尋找地球可能存在的誕生之初的物質,只要找到這樣的物質,計算出地球真實的年齡自然也就不難。

可是地球表面由於生態的變化,這樣的岩石物質是不存在的,那希望只能放在地球的內部,可是人類現在的科技,最深只能夠深入地下12000多米,這個深度連地殼的皮都沒有破,科學家想要拿到地球早期的物質,有可能需要深入地幔層才行,越往地心深入,越有可能存在地球形成之初的原始物質。

另外一個方法就是探測地球軌道附近的小行星年齡,這些小行星大概率是和地球同期誕生的,它們沒有自己的生態系統,小行星上面的岩石等物質依然保持著太陽系早期原始形成的可能性是非常大的。只要能夠準確判斷出這些小行星的年齡,地球的年齡應該也差不多。

科學家目前採用的「鈾—鉛測定方法」來計算隕石石鉛和鈾的比例,從而計算出地球的年齡,這個方法有可能並不是完全正確的。隨著人類科技的不斷前進,未來有可能還會出現更加先進準確的測算方法,對地球的真實年齡也會越來越準確,有可能地球的真實年齡要遠遠大於46億年。

2樓:懂啦

地球年齡有多大?科學家是怎麼算出來的呢?

科學家是怎樣計算出地球的年齡的?地球的年齡是多少?

3樓:集錦科學

生命有年齡,那麼宇宙中的天體自然也有年齡,大到整個宇宙,小到像地球一樣的渺小行星也是有年齡的。一顆星球年齡的大小需要智慧生命的探索和研究,而地球現在的46億歲年齡,自然也是科學家經過不斷的探索和研究得出的結論。那麼科學家是如何計算出地球年齡的?

對於我們人類來說,從出生的那一刻已經有了年齡。而要判斷一個人年齡的大小,可能有人會認為說只要看對方的身份證就能夠明白了,或者可以看對方的面相也可以看出來。可事實上,通過看身份證和麵相,你還真不一定可以判斷出對方真實的年齡。

就拿身份證來說吧,上面的出生日期就一定是正確的嗎?相信不少朋友都有過改年齡的經歷,不管是出於什麼樣的需要,改年齡並不是什麼稀奇的事,有可能身份證上顯示你已經30歲了,而你真實的年齡可能只有25歲。其次通過看外表來判斷一個人的年齡更不靠譜,隨著科技的快速發展,不少人保養得非常不錯,尤其是女姓,她們外表的年齡跟真實年齡往往相差很大。

而有一些特殊的人群,可能是她們基因的緣故,會顯得非常抗衰老,有可能真實年齡已經70歲,但從外表看來可能只有30多歲,這些人我們稱之為不老女神或不老男神。

由此可見,通過身份證或外表是無法判斷一個人的真實年齡,而科學家要判斷一個人的真實年齡,自然也不會用這種不靠譜的方法。那麼科學家是如何判斷一個人的真實年齡呢?用到的方法就是通過骨齡,不管你的外表保養得如何好,顯得多麼年輕,但是你的骨齡是無法改變的。

科學家通過藉助於骨骼在x光攝像中的特定影象來確定。通常要拍攝人左手手腕部的x光片,醫生通過x光片觀察左手掌指骨、腕骨及橈尺骨下端的骨化中心的發育程度,來確定骨齡。事實上,人體很多的奧祕都可以通過骨頭來確定,比如考古學家通過骨頭的年齡來判斷古墓主人死亡時的年齡,通過骨頭可以還原一個人的外貌等。

判斷一個人的真實年齡可以通過骨齡,那麼判斷一顆星球的大小是否也可以通過類似的方法呢?事實上,科學家在探索地球年齡的道路上充滿了艱辛。早在400年前,人類的科學之路才剛剛萌芽,那個時候的歐洲還是以宗教為主的形式。

當時有一位叫愛爾蘭人詹姆斯烏雪的大請教,它對地球的年齡也非常感興趣。於是開始了探索之路,只不過他用的方法是通過查閱各種宗教書籍及歷史文獻,通過上面記載的相同事件的年份來進行反覆的對比和整理,最後在2023年出版的著作《烏雪年表》中,根據當時流行的推算,認為整個世界被上帝創造於公元前2023年10月22日下午6時。

當然,以上這個方法得出的地球年齡是非常不準確的,這種方法其實和我們通過一個人的身份證和外表來判斷年齡是一樣的道理,都只是一些表面的東西。後來啟蒙運動之後,宗教的權威和影響力不斷降低,科學開始逐漸走上了歷史的舞臺。

這個時候科學愛好者們開始採用更加科學的方法來推算地球的年齡,其中法國博物學家布豐收集到了很多史前古生物化石,根據這些化石的年份,分佈推測地球的年齡超過7萬2023年。

19世紀50年代,由德國物理學家克勞修斯與英國物理學家開爾文勳爵分別提出的熱力學第二定律已經成為了學界的共識。根據熱力學第二定律,地球、太陽乃至整個宇宙都處在一種熱量耗散的過程中。

按照這個理論,地球在誕生之初是一個高熱量的岩漿球,其溫度隨著時間不斷降低,直到將熱量完全耗散掉變得徹底冰冷死寂。這樣一來,只要我們知道了地球的初始溫度(也就是岩漿的溫度)、岩層的導熱係數以及地溫梯度,我們就能根據公式計算出地球的年齡。

開爾文在2023年發表了一篇名為《論地球的緩慢冷卻》的文章,他將岩漿的溫度設定為3870℃(實際上應該是700℃—1200℃),然後估算了導熱係數與地溫梯度的平均值。開爾文最終計算結果是9800萬年,考慮到估算帶來的誤差,他提出地球的年齡大致在2000萬年到4億年之間。

到了2023年,美國化學家博爾特伍德認為鉛是鈾放射衰變的最終產物,提出了「鈾—鉛測定方法」。在同位素被發現之後,這種方法被科學家們進一步優化,因為鈾235和鈾238會分別衰變為鉛207和鉛206,所以在理論上,只要我們知道一塊岩石中鉛和鈾的比例,我們就可以計算出岩石的年齡。

通過這個方法,美國地球化學家克萊爾帕特森最終通過將隕鐵中的鉛鈾比例設定為初始值,將地球岩石中平均的鉛鈾比例設定為最終值,計算得出地球的年齡在41億—46億年之間。帕特森在2023年最終得出地球的年齡為45.50.

7億年。

這個計算地球年齡的方法得到了科學界的普遍認可,直到現在我們所用的地球年齡都是帕特森的2023年計算出來的。那麼這個年齡真的是地球的真實年齡嗎?可能科學家也不敢100%肯定,可是以人類現在的科技,還無法找到更先進的探索計算地球年齡的方法。

有人說,地球的年齡可能遠比我們現在認為的46億年要長,我們現在是通過鉛鈾比例來計算地球的年齡,這個方法是否足夠準確還不一定。有可能隨著科技的快速發展,未來會有更加先進的,新的計算地球年齡的方法,那個時候地球的年齡可能還會有所變動。

事實上,要準確計算地球的年齡,可能最終的探索目標還要放在地球內部。我們都知道,地球內部才是最神祕的地方,那裡是地球最早形成的地方,尤其是地核它可是行星形成前的胚胎。雖然我們現在認為地球內部是一個高溫高壓的環境,可能那裡的物質早就不是地球形成時候的樣子。

但是,我們現在對地球內部的一切更多的還是猜測,我們還沒有能力深入地球內部探索,自然也不知道那裡的詳細情況。有可能真實的地球內部跟我們想象的有很大差距,那裡有可能發現地球真正的起源之謎,自然也有可能儲存著地球的年齡之謎。

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