地球的年龄已经有46亿年，我们是如何知道的？

放射性同位素测年法测出来的。

具体怎么回事，且听我慢慢说来（有点长）。

胡乱分析时代实际上，关于地球的年龄的推测，自古就有之。来自各大陆的文明都进行过猜测，不过都是基于宗教神学的判断，没什么根据，这里就不说了。

第一次试图想用科学的方法求出地球年龄的尝试，是开尔文勋爵首先做的，开尔文曾试图通过矿井的地温梯度和热力学的导热方程求出。

结果三个重要的物理参数，包括地球初始温度、岩石导热系数、地温梯度三个重要的初始条件，开尔文都是胡乱给出的——地球初始温度估计，后两个粗略测量，于是求出的答案才1亿年不到。

开尔文实际上自己都不相信自己的答案，所以他对外公布，都是含糊其辞地说个大概，给个范围之类。

希望出现一线生机出现是在二战之后的美国，与二战结束一同结束的，还有赫赫有名的“曼哈顿计划”——就制造核武器的计划，投下日本广岛长崎的原子弹都是这个计划的产物。

这个计划可以说客观上促进了科学技术的发展，在这个计划中，科学家发现他们用于制造原子弹的原料——铀235和铀238能在一段时间能衰变成铅207和铅206，以及衰变速率。

那时候的科学家就想：

如果知道一个含有铀和铅的样品中的量，以及形成之初它们又含的量，不就可以推断出这个样品存在了多长时间了吗？

这是一个伟大的想法，后来曼哈顿计划结束后，就有科学家研究铀衰变的“定年方法”，其中年轻的研究员帕特森就是这样一个试图测出地球年龄的人。

但问题来了，包括帕特森在内的一批科学家，却一直没机会找到一块和地球几乎同时出生的铀铅样品。即便地球的演化过程中有过很多的这样的样品，但几十亿年的地质运动使得他们很多早就又回炉重造，有些在地表的很难发现，这就很苦恼。

转机在地球上“土生土长”的大量铀铅样品很难发现，帕特森把目光投向了陨石，投向了几乎和地球一起出生的太阳系大大小小的陨石，投向了那些因为某种原因降落到地球的陨石。

陨石还有另一种形式的兄弟，叫陨铁，它们两的差异在于金属含量的不同。

而陨铁就是那种金属含量更多的，也就是铀和铅都很多的那种。

哇，这个铀和铅多有什么好处，上面我不是说了曼哈顿计划后科学家就是想知道一个样品中，铀铅的初始含量吗？找到了就能根据衰变方程求出地球的年龄，但就是一直找不到和地球一直“土生土长”的样品，铁陨石带来了契机！

虽然铁陨石在几十亿年的几十中也有铀衰变成铅，但问题的关键就是，这个衰变速度太慢了，几十亿年衰变也不能产生多少的铅。

而铁陨石就是铅本身就特别多的那种，所以放射性产生的那点铅，可以忽略不计，这样不就得到一个样品的初始铀铅含量了吗！

上式中λ为衰变速率，这个可以在实验室中求出，左边的Pb就是经过t时间的量，右边的Pb就是初始铅含量。

于是，一个方程甩出，完美，帕特森测出了一个41亿年-46亿年的地球年龄范围值。

于是就这样，通过更多的样品统计，画出这样一个图

帕特森得到了地球的年龄为45.5±0.7亿年。

谢谢观看，有问题请留言评论，谢谢。

确实很多人都知道地球的年龄大概是46亿年左右，但是具体是如何得到的却没有那么多人知道。

地球的年龄其实关于地球的年龄是人们一直好奇的问题，例如我们中国神话故事中的盘古开天辟地换算下来就是差不多41000年，再比如西方上帝创世学说认为地球诞生于公元前4004年。。。。

再后来随着科学思想的不断进步，人们尝试着去用实验或者更有说服力的理论去探索地球的年龄。例如我们所熟悉的开尔文利用地温梯度和导热方程来估测地球的年龄。

最后他得到的数值为9千8百万年，这个数值显然不对，说实话他自己都对这个数值没有多少信心。其实开尔文的方法存在着明显漏洞，开尔文假设地球里没有其他热量来源。但后来我们知道放射性同位素衰变提供了大量能量。其次开尔文假设地球是均一的坚硬固体。实际上，地球内部的物质对流促进了热量的传导，也将一部分势能/相变潜能转化为热。

直到20世纪60年代才真正意义上得到了比较可靠的地球年龄。

化学家帕特森得到地球年龄想想如果有哪种物质可以从地球诞生开始就不断做着一系列改变，那么找到这种物质不就可以知道地球年龄了吗？

确实我们知道铀235和铀238都会按照各自不同的概率发生一系列衰变，分别成为铅207和铅206。所以，理论上说，只需要知道一个样品里有现在多少铅和铀，以及形成的时候有多少铅，就可以得到它的年龄。

那么我们要测量地球的年龄，就必须找到跟地球同时形成的物质。并且还要能够知道铅的初始值，开始帕特森研究的是锆石，锆石是一种很坚硬的矿物，它的晶体结构对铅非常不友好，却不排斥铀。在岩浆冷却结晶形成锆石的时候，把绝大多数的铅原子都挤出去了，因此可以基本当作初始的铅含量为零。

但是帕特森测量地球年龄并没有这么简单，因为他发现不管他多么小心，重复多少次，测量到的铅含量总是出乎意料的多。所以后面他建立了一个史上最干净的实验室。

能够实现纯净无污染的铅提取还不够，因为要测地球年龄就以为着你要找到和地球年龄一样的锆石。这实在太难找了，所以必须找到另一种物质，那就是铁陨石！

铁陨石铅含量高而铀含量低。这就意味着，铀衰变产生的铅在这里微不足道。因此，现在测量到的铅的同位素相对含量乎是地球形成之时的相对含量，也就是大家梦寐以求的铅，近初始值。

因此找了一块铁陨石样品，带回自己的实验把陨铁的铅同位素比值作为初始值，再把地球的平均铅同位素比值当作现今值，计算得到了一个41-46亿年的不错的估计。这还不够精确他又找了一块石质陨石的样品。和铁陨石不同的是，石质陨石拥有较多铀，所以会有很多的铅来自于铀的衰变。如果测量到这两个铅含量组成迥异的样品，就可以计算出地球的准确年龄。

最后我们所熟知的地球年龄45.5±0.7亿年诞生了。

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