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地球有出生证明吗?没事,科学家们花数百年给它证明!

2019-11-29来源:妈妈育儿网

地球没有出生证明来记录它的形成,因此科学家们花了数百年的时间来确定这个星球的年龄。在过去的400年里,科学家们多次尝试确定这颗行星的年代。他们试图根据海平面的变化,地球或太阳冷却到现在的温度所花费的时间,以及海洋的盐度来预测年龄。随着年代测定技术的进步,这些方法被证明是不可靠的,例如,海洋的上升和下降被证明是一个不断变化的过程,而不是一个逐渐下降的过程。

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于是科学家们转而通过测定不断变化的地壳中的岩石年代,以及月球和来访的陨星等邻近地球的岩石年代,计算出地球的年龄为45.4亿年,误差范围为5000万年。然而,由于板块构造的不断变化和修补地壳,最早的岩石早已被循环埋没、熔化并改造成新的岩石。

2019年初,一项研究表明,全球冰河时代导致冰川没入岩石,使得岩石崩解。板块构造学把这些碎石扔回了地球内部,移走了旧的证据,把它们变成了新的岩石。

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20世纪初,科学家们改进了放射性年代测定法。早期的研究表明,某些放射性元素的同位素以可预测的速度衰变为其他元素。通过检查现有的元素,科学家可以计算出放射性元素的初始数量,以及这些元素衰变所需的时间,从而确定岩石的年龄。

迄今为止,地球上发现的最古老的岩石是位于加拿大西北部大奴湖附近的阿斯塔片麻岩,有40.3亿年的历史。但是在所有的大陆上都能找到35亿年以上的岩石。格陵兰岛拥有伊苏阿上地壳岩石(37 - 38亿年),斯威士兰的岩石则有34 - 35亿年。西澳大利亚的样本有34亿年到36亿年的历史。

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澳大利亚的研究小组发现了地球上最古老的矿物颗粒。这些微小的硅酸锆晶体的年龄可达43亿年,是迄今为止地球上发现的最古老的物质。岩石和锆石为地球的年龄设定了43亿年的下限,因为地球本身的年龄必须比其表面的任何东西都要古老。

生命是什么时候出现的还在争论中,特别是因为一些早期化石可以以自然岩石的形式出现。2018年的一项研究宣布,在澳大利亚西部发现了一些最早的生命形式,研究人员在34亿年前的岩石中发现了可能是化石的细小细丝。其他研究表明生命起源更早。魁北克省火山岩中的赤铁矿管中可能含有37.7亿至42.9亿年前的微生物。研究人员在观察格陵兰岛西南部的岩石时还发现了锥状结构,这些结构可能在37亿年前就已经包围了微生物群落。

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这是一个拳头大小的Acasta片麻岩样本,位于加拿大西北部,是地球上已知最古老的岩石。

为了进一步确定地球的年龄,科学家们开始往外看。形成太阳系的物质是围绕着年轻的太阳的尘埃和气体云。引力的相互作用大约在同一时间把这种物质结合成行星和卫星。通过研究太阳系的其他天体,科学家们能够找到更多关于这个星球早期历史的信息。

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月球是离地球最近的天体,它不会像地球表面那样经历地表重铺过程。因此,月球早期历史上的岩石仍然位于月球表面。阿波罗号和月球号传回的样本显示,地球年龄在44亿至45亿岁之间,这有助于限制地球的年龄。月球是如何形成的是一个有争议的问题;虽然主流理论认为,一个火星大小的物体撞击地球,碎片最终合并成月球,但其他理论认为,月球是在地球之前形成的。

除了太阳系的大型天体,科学家们还研究了降落到地球上的小型岩石访客。陨石的来源多种多样。其中一些是在猛烈碰撞后从其他行星上脱落的,而另一些则是早期太阳系遗留下来的碎片,它们从未长大到足以形成一个有凝聚力的天体。

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1953年,加州理工学院(California Institute of Technology)著名的地球化学家克莱尔·卡梅隆·帕特森(Clair Cameron Patterson)测量了陨石样本中铅同位素的比例,这些同位素对地球的年龄构成了严格的限制。这块陨石的样本显示其跨度从45.3亿年到45.8亿年。科学家将这一范围解释为太阳系演化所花费的时间,这是一个大约5000万年的渐进过程。

科学家们不仅利用地球上的岩石,而且利用收集到的有关环绕地球的星系的信息,已经能够确定地球的年龄约为45.4亿年。相比之下,包含太阳系的银河系大约有132亿年的历史,而宇宙本身则有138亿年的历史。

看来地球还是太年轻了!

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