地球年龄现代的地质学和地球物理学大致上都认为地球的年龄大约在45.4亿年(4.54 × 109年 ± 1%)。年龄的测量是对陨石采用放射测年进行。这与地球上的最古老的石头和月岩的结果一致。除此之外，也有测量是运用地球内的放射性元素和它蜕变生成的同位素，大致结果相同。 10 本词条 无基本信息模块, 欢迎各位 编辑词条，额外获取10个积分。 目录 展开 1 基本介绍 编辑本段 关于地球年龄的问题，有几种不同的概念。地球的天文年龄是指地球开始形成到现在的时间，这个时间同地球起源的假说有密切关系。地球的地质年龄是指地球上地质作用开始之后到现在的时间。从原始地球形成经过早期演化到具有分层结构的地球，估计要经过几亿年，所以地球的地质年龄小于它的天文年龄。地球上已知最古老的岩石的年龄是41亿年，地球的地质年龄一定比这个数值大。地质年龄是地质学研究的课题；通常所说的地球年龄是指它的天文年龄。 地球从原始的太阳星云中积聚形成一个行星到现在的时间。地球年龄约为46亿年。关于地球同的概念，地球的天文年龄是指地球开始形成到现在的时间。地球的地质年龄是指地球上地质作用开始之后到现在的时间。从原始地球形成经过早期演化到具有分层结构的地球，估计要经过几亿年，所以地球的地质年龄小于它的天文年龄。通常所说的地球年龄是指它的天文年龄。 2 计算方法 编辑本段计量地球所经历的时间，必须找到一种速率恒定而又量程极大的尺度。早期找到的一些尺度的变化速率在地球历史上是不恒定的。1896年放射性元素被发现以后，人们才找到了一种以恒定速率变化的物理过程作为尺度来测定岩石和地球的年龄。 中国古人推测自开辟至于获麟（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父宜称，地球是上帝在公元前4004年创造的。 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，但作为早期尝试还是有益的。 20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。 2.1 科学计算很早以前，人们曾试图用地球上发生的一般物理化学过程来估算地球的年龄，如根据地球表面沉积岩的积累厚度，海水含盐度随时间的增加，地球内部的冷却率等等。但是这些过程的变化速率在地球历史上是不恒定的，因此不可能得到正确的年龄估计。直到1896年放射性元素被发现以后，人们才找到了一种以恒定速率变化的物理过程来测定岩石和地球的年龄。就目前的测试水平，可以认为放射性元素的衰变速率在任何物理化学条件下都是恒定的。  根据放射性衰变原理，如果已知放射性母体同位素的衰变常数及母、子体同位素的比值，那么只要测定岩石或矿物中某种放射性母体同位素及其衰变成的子体同位素的含量，一般说来就可以计算出该岩石体系的形成年龄。设有一放射性元素，开始时只有N0个原子，过了t时间，由于衰变，只剩下N个原子并产生D个新原子，按照衰变规律（λ为衰变常数），λ为已知,D/N为岩石或矿物中所含子体元素的原子数对母体元素的原子数之比，这一值是可以测定的。 根据这个公式就可以计算出岩石或矿物形成的年龄。20世纪以来,已先后建立了用U→Pb、U→Pb、Th→Pb、K→Ar、Rb→Sr、和Sm→Nd等放射性衰变系列然而要进一步确定地球的年龄并非如此简单。因为地球表面的岩石并不是在地球形成时就存在的。由于地球内部的运动和化学变化，它们曾经历了多次分异、熔融和改造。因此要计算地球的年龄还必须解决一系列的理论和实验技术问题。 2.2 现代铅同位素方法铀的两个放射性同位素U 和U衰变而成Pb和Pb。但没有任何一种放射性同位素衰变形成Pb。因此Pb 的量在地球形成以来是不变的。这样Pb/Pb和Pb/Pb 两对同位素比值在地球历史上将不断增长。地球上现在形成的大洋沉积物，以及岛弧地区的火山岩和方铅矿是各大陆地壳和地幔物质经过充分混合后形成的，因此它们的铅同位素组成可以近似代表现代地球铅的平均组成。 地球现代铅同位素的最佳测定值为αp(Pb/Pb)=18.700～18.773，β p(Pb/Pb)=15.600～15.628。如果取地球形成时的原始铅同位素组成相当于陨石的原始铅（根据铁陨石中一种不含铀的矿物即陨硫铁的铅同位素α0(Pb/Pb)=9.307，β 0(Pb/Pb)=10.294）,由于这两种衰变系列都是从铀衰变为铅，因此可以从放射性衰变公式导出如下的关系式： 式中λ′和λ分别是U和U 的衰变常数。从公式可以计算出惟一的未知量地球年龄 T0。计算表明T0为44.3～44.5亿年。 2.3 矿石铅同位素方法在地球历史上，从37亿年前到现代的各个时代都形成了一些含方铅矿的层状矿床。这些方铅矿的铅是在不同时间ti从地壳和地幔中分异出来的。因此它们可以代表地球各个时期的平均铅同位素组成(αi，βi)。如果将βi对αi作图,可以近似符合一条单阶段的生长曲线（即它们是从U/Pb比值近于一致的岩石体系中分异出来的） 2.4 岩石铅同位素方法在地球历史的不同时期形成了大量火成岩，其中有不少岩体几乎没有受到晚期变质作用的影响。如果在这些火成岩的同一岩体中取不同的岩石样品进行铅同位素分析，就可以发现它们的铅同位素组成 βj与αj 之间往往存在着极好的线性关系 2.5 确定地球年龄的间接方法对地球年龄最可靠的估计是借助于陨石的年龄测定。太阳系中的行星体大体上是在同一时间形成的。陨石是小行星破裂的碎块。由于小行星体积较小，它的内部放射能一般不足以引起再熔融，因此陨石中的放射性衰变系列的产物记录了小行星体凝聚的时间。如果将所有陨石的Pb/Pb对Pb/Pb作图,则它们都落在一条直线上（Pb-Pb等时线）。地球的现代铅也同样落在这条线的附近。这进一步证明了所有陨石与地球是大体同一时间形成的假设。根据各类陨石及其不同矿物的Pb-Pb等时线计算表明,地球年龄为45.3～45.7亿年。 应用 Rb-Sr等时线方法对各类陨石的测定结果，年龄值也主要落在45.4～45.7亿年之间。有两个无球粒陨石已用Sm－Nd等时线法确定了年龄，为45.5～45.6亿年。地球的卫星──月球是离地球最近的太阳系成员，它的内能也不足以引起强烈的熔融作用，因此月球表面仍保留了许多它形成时的原始物质。用Rb－Sr等时线法测得月球表面上最古老的岩石年龄为45.2～46.0亿年，粉尘的年龄也达46亿年。因此太阳系行星体的形成时间最可能是在45.5～45.7亿年左右。 |
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