10分钟看懂放射性测年法

放射性测年法是不是听上去很高大上、甚至有点高深莫测。很多科学家信心满满说：“通过放射性测年法，测出我们地球的年龄是40多亿年，某些岩层也有数亿年的历史。”那放射性测年法的原理是什么？这种方法可靠吗？

什么是放射性测年法呢？简单来说就是放射性物质通过衰变的过程，从母元素逐渐转变成子元素。而每种放射性元素都有各自稳定的衰变率。于是科学家发明了半衰期这种量度方式。

按着各物质的不同，在某特定时间内，母元素的一半会衰变成子元素，再过一段长短相同的半衰期，原来已经减半的母元素变成只剩下四分之一。

常用的放射性测年法包括了：钾氩测年法、铀铅测年法和銣锶测年法等等。通过这些测年法和参考指标化石，世俗的地质学家推算出地球的年龄在46亿年。

放射性测年法的原理是什么？我们通过一个很简单的例子来说明。

上面是一个水桶放置在水龙头下面。水龙头每小时的滴水速度是1升，如果现在水桶中有6升水，那么桶在水龙头下放了多久时间呢？

也许很多人立刻回答说：“这还不简单，6除以1，不就是6小时吗？”

但是，这个答案是基于很多假设才能成立的：

• 水桶一开始没有水，是一只空的水桶。如果桶里面一开始就有一定量的水，那么就不是6个小时了。

• 滴水的速度要恒定不变。如果速度有任何变化，无论增加还是减少，都会影响最终的结果。

• 期间没有人额外向桶添加水，也没有把水从桶里面倒出来。

同样的道理，要用放射性测年法去测岩石和地层的年龄是要基于很多假设的，因为我们不清楚这块岩石和地层一开始包含了多少母元素和子元素，也没有合理的证据规定，岩石刚形成的时候，单单只含有母元素，而不含有任何子元素。同时，也没有人能确定物质的衰变率会在很长的时间内都保持恒定不变。更加没有人能够确定物质的衰变率是在一个密封、受控制和无干扰的环境内进行，未有受到任何外来因素的影响。

石头如果一直处在开放的环境中，多半会遭遇风吹雨打，水流作用或者地层侵蚀变动等影响，因此，岩石中可能某种成份被冲刷掉，另外一种成份又会借助其他途径渗入岩石。

采用不同元素的测年法所得的岩石年龄，经常互不相合，有时因差异过大而不得不抛弃数据或者主观地接受部分结果。

考察放射性测年法的最佳途径就是对一些已知年龄的岩石进行测量。把测出的岩石年龄与岩石真实的年龄进行对比，看看两者相差有多远。

圣海伦斯火山于1980年喷发，由此形成的石头的年龄不到50年，但是放射性测年法对这些石头进行测量，给出的数据是34万-240万年。

新西兰的瑙鲁赫伊山在1949年至1975年经历了5次喷发，流出的熔岩冷却变成石头，对其使用放射性测年法，测出的结果是27万-3500万年。

如此天壤之别的数据还有很多，请看下表：

地点	实际喷发时间	放射性测年法的测量结果（最小值）
基拉韦厄(Kilauea Iki)玄武岩，夏威夷	1959年	170万年
斯特龙博利山(Mt. Stromboli)，意大利，火山弹	1963年	40万年
埃特纳(Mt. Etna)玄武岩西西里	1964年	69万年
霍阿拉拉(Hualalai)玄武岩，夏威夷	1800年	630万年
在火山弹中的歪长石艾里伯斯山(Mt. Erebus)南极洲	1984年	61万年
基拉韦厄玄武岩，夏威夷	不到200年前	1300万年

从上面看出，放射性测年法是相当不可靠的，测出的数据与岩石的真实年龄相差非常大。那么，如果是对已知年龄的岩石，放射性测年法都完全测不准，那么对那些未知年龄的石头进行测量所得出的数据，我们又怎么能够相信呢？