地球從原始的太陽星雲中積聚形成一個行星到現在的時間。地球年齡約為46億年。關於地球同的概念,地球的天文年齡是指地球開始形成到現在的時間。地球的地質年齡是指地球上地質作用開始之後到現在的時間。從原始地球形成經過早期演化到具有分層結構的地球,估計要經過幾億年,所以地球的地質年齡小於它的天文年齡。通常所說的地球年齡是指它的天文年齡。約為46億年。
1896年,鈾具有天然的放射性被法國的物理學家貝克勒爾發現,隨後英國的物理學家盧瑟福提出並證實放射性元素的原子會蛻變,即自行分裂為另外的原子。例如原子量為238的鈾,蛻變的最後結果是產生出氦和原子量為206的鉛。這種錯比原子量為207的普通鉛重一點,但都在元素週期表上的同一位置,被稱為錫的同位素。人們還發現這些放射性元素蛻變的速度不受外界的影響,穩定不變,不過蛻變的速度和產物各不相同;鈾-238是45.1億年變掉一半,這個時間被稱為鈾-238的半衰期。
放射性元素在地球上分佈很廣,像鑽在許多岩石中都有,它蛻變產生的氦是氣體,容易散失,鉛則留了下來。因此根據一塊岩石中含有多少鈾及從這些鈾分裂出來的鉛,就能夠算出這塊岩石的年齡。現在已知的最古老的岩石,是1973年在格陵蘭發現的,年齡有38億年;1983年又在澳洲找到幾粒年齡有41億~42億年的礦物顆粒。這表明距今40億年前後,地殼已開始形成。
不過在地殼出現以前,地球已經存在了一段時間,因此這個數字還不等於地球的年齡。這該怎麼辦呢?人們發現,地球中的鉛,不止是鈾-238分裂而成的,原子量為235的鈾和原子量為232的釷也在蛻變,產生出另外兩種鉛的同位素。而且除了放射性元素蛻變而成的鈾,地球上還有一種非放射性來源的鉛,它的原子量為204(Pb204),在地球形成之時就已存在。查出了存在於地球的這幾種鉛今天的比例關係,就能算出比較可靠的地球的年齡。可惜那種非放射性來源的鉛由於它的原子重,沉降到以鐵、鎳為主的核心中去了(分佈在上層岩石中的鉛,主要是鈾和釷變來的;鈾和釷的原子更重,但它們的離子半徑大,隨二氧化矽向上移動,跑到地球的岩石表層中來了)。但是按照地球與太陽系其他天體都來自同一星雲的理論,不妨借用鐵隕石來推算,它們是太陽系中小天體的碎片,成分接近地球核心的物質組成。
這樣計算的結果是地球的年齡約有46億年。當然這仍不夠確切,計算的結果常出入很大,但我們對地球有多大年紀,終究有了接近真實的認識。
地球從原始的太陽星雲中積聚形成一個行星到現在的時間。地球年齡約為46億年。關於地球同的概念,地球的天文年齡是指地球開始形成到現在的時間。地球的地質年齡是指地球上地質作用開始之後到現在的時間。從原始地球形成經過早期演化到具有分層結構的地球,估計要經過幾億年,所以地球的地質年齡小於它的天文年齡。通常所說的地球年齡是指它的天文年齡。約為46億年。
1896年,鈾具有天然的放射性被法國的物理學家貝克勒爾發現,隨後英國的物理學家盧瑟福提出並證實放射性元素的原子會蛻變,即自行分裂為另外的原子。例如原子量為238的鈾,蛻變的最後結果是產生出氦和原子量為206的鉛。這種錯比原子量為207的普通鉛重一點,但都在元素週期表上的同一位置,被稱為錫的同位素。人們還發現這些放射性元素蛻變的速度不受外界的影響,穩定不變,不過蛻變的速度和產物各不相同;鈾-238是45.1億年變掉一半,這個時間被稱為鈾-238的半衰期。
放射性元素在地球上分佈很廣,像鑽在許多岩石中都有,它蛻變產生的氦是氣體,容易散失,鉛則留了下來。因此根據一塊岩石中含有多少鈾及從這些鈾分裂出來的鉛,就能夠算出這塊岩石的年齡。現在已知的最古老的岩石,是1973年在格陵蘭發現的,年齡有38億年;1983年又在澳洲找到幾粒年齡有41億~42億年的礦物顆粒。這表明距今40億年前後,地殼已開始形成。
不過在地殼出現以前,地球已經存在了一段時間,因此這個數字還不等於地球的年齡。這該怎麼辦呢?人們發現,地球中的鉛,不止是鈾-238分裂而成的,原子量為235的鈾和原子量為232的釷也在蛻變,產生出另外兩種鉛的同位素。而且除了放射性元素蛻變而成的鈾,地球上還有一種非放射性來源的鉛,它的原子量為204(Pb204),在地球形成之時就已存在。查出了存在於地球的這幾種鉛今天的比例關係,就能算出比較可靠的地球的年齡。可惜那種非放射性來源的鉛由於它的原子重,沉降到以鐵、鎳為主的核心中去了(分佈在上層岩石中的鉛,主要是鈾和釷變來的;鈾和釷的原子更重,但它們的離子半徑大,隨二氧化矽向上移動,跑到地球的岩石表層中來了)。但是按照地球與太陽系其他天體都來自同一星雲的理論,不妨借用鐵隕石來推算,它們是太陽系中小天體的碎片,成分接近地球核心的物質組成。
這樣計算的結果是地球的年齡約有46億年。當然這仍不夠確切,計算的結果常出入很大,但我們對地球有多大年紀,終究有了接近真實的認識。