確實(shí)很多人都知道地球的年齡大概是46億年左右，但是具體是如何得到的卻沒(méi)有那么多人知道。

地球的年齡

其實(shí)關(guān)于地球的年齡是人們一直好奇的問(wèn)題，例如我們中國(guó)神話故事中的盤(pán)古開(kāi)天辟地?fù)Q算下來(lái)就是差不多41000年，再比如西方上帝創(chuàng)世學(xué)說(shuō)認(rèn)為地球誕生于公元前4004年。。。。

再后來(lái)隨著科學(xué)思想的不斷進(jìn)步，人們嘗試著去用實(shí)驗(yàn)或者更有說(shuō)服力的理論去探索地球的年齡。例如我們所熟悉的開(kāi)爾文利用地溫梯度和導(dǎo)熱方程來(lái)估測(cè)地球的年齡。

最后他得到的數(shù)值為9千8百萬(wàn)年，這個(gè)數(shù)值顯然不對(duì)，說(shuō)實(shí)話他自己都對(duì)這個(gè)數(shù)值沒(méi)有多少信心。其實(shí)開(kāi)爾文的方法存在著明顯漏洞，開(kāi)爾文假設(shè)地球里沒(méi)有其他熱量來(lái)源。但后來(lái)我們知道放射性同位素衰變提供了大量能量。其次開(kāi)爾文假設(shè)地球是均一的堅(jiān)硬固體。實(shí)際上，地球內(nèi)部的物質(zhì)對(duì)流促進(jìn)了熱量的傳導(dǎo)，也將一部分勢(shì)能/相變潛能轉(zhuǎn)化為熱。

直到20世紀(jì)60年代才真正意義上得到了比較可靠的地球年齡。

化學(xué)家帕特森得到地球年齡

想想如果有哪種物質(zhì)可以從地球誕生開(kāi)始就不斷做著一系列改變，那么找到這種物質(zhì)不就可以知道地球年齡了嗎？

確實(shí)我們知道鈾235和鈾238都會(huì)按照各自不同的概率發(fā)生一系列衰變，分別成為鉛207和鉛206。所以，理論上說(shuō)，只需要知道一個(gè)樣品里有現(xiàn)在多少鉛和鈾，以及形成的時(shí)候有多少鉛，就可以得到它的年齡。

那么我們要測(cè)量地球的年齡，就必須找到跟地球同時(shí)形成的物質(zhì)。并且還要能夠知道鉛的初始值，開(kāi)始帕特森研究的是鋯石，鋯石是一種很堅(jiān)硬的礦物，它的晶體結(jié)構(gòu)對(duì)鉛非常不友好，卻不排斥鈾。在巖漿冷卻結(jié)晶形成鋯石的時(shí)候，把絕大多數(shù)的鉛原子都擠出去了，因此可以基本當(dāng)作初始的鉛含量為零。

但是帕特森測(cè)量地球年齡并沒(méi)有這么簡(jiǎn)單，因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)不管他多么小心，重復(fù)多少次，測(cè)量到的鉛含量總是出乎意料的多。所以后面他建立了一個(gè)史上最干凈的實(shí)驗(yàn)室。

能夠?qū)崿F(xiàn)純凈無(wú)污染的鉛提取還不夠，因?yàn)?span>要測(cè)地球年齡就以為著你要找到和地球年齡一樣的鋯石。這實(shí)在太難找了，所以必須找到另一種物質(zhì)，那就是鐵隕石！

鐵隕石鉛含量高而鈾含量低。這就意味著，鈾衰變產(chǎn)生的鉛在這里微不足道。因此，現(xiàn)在測(cè)量到的鉛的同位素相對(duì)含量乎是地球形成之時(shí)的相對(duì)含量，也就是大家夢(mèng)寐以求的鉛，近初始值。

因此找了一塊鐵隕石樣品，帶回自己的實(shí)驗(yàn)把隕鐵的鉛同位素比值作為初始值，再把地球的平均鉛同位素比值當(dāng)作現(xiàn)今值，計(jì)算得到了一個(gè)41-46億年的不錯(cuò)的估計(jì)。這還不夠精確他又找了一塊石質(zhì)隕石的樣品。和鐵隕石不同的是，石質(zhì)隕石擁有較多鈾，所以會(huì)有很多的鉛來(lái)自于鈾的衰變。如果測(cè)量到這兩個(gè)鉛含量組成迥異的樣品，就可以計(jì)算出地球的準(zhǔn)確年齡。

最后我們所熟知的地球年齡45.5±0.7億年誕生了。