呦呦在之前分享的地球46億年間經歷了如寒武紀、侏羅紀等10多個地質年代的文章裡,提到了地球的年齡是46億年。大家對地球為什麼是46億年的年齡提出了疑惑。
今天呦呦給大家講講科學家們是怎麼知道地球已經有46億年的壽命了。
隨著DNA技術的發展,人類終於發現自己的祖先起源於非洲的智人。智人在10多萬年前走出非洲,隨後擴散並佔領了全世界。
早期智人生活在距今25萬~4萬年前,而人類真正有文明記錄的是在公元前4000年的古埃及文明。
只經歷了短短25萬年的智人進化史和6000年文明史的人類,相比於地球46億年的歷史,簡直就是一眨眼的時間,人類到底憑什麼敢說地球存在於46億年前?
其實在天文學興起後,人類從來沒有停止過對地球年齡的測算。
但是當時的科學家們因為沒有找到合適的定年方法,對地球年齡的測量更多的是含有估計的成分,並不是由數據證明。這些方法如氣候法、沉積法、古生物法、海水鹽度法等,用這些方法測算得到的結果差異很大,有的說只有幾億年,有的說幾十上百億年。
直到1896年,人們發現了放射性元素後,發現它們的衰變時間基本不受環境變化影響,而是以一種恆定的速率變化。聰明的人類發現可以用衰變的元素來測算地球的年齡。
後來一直到20世紀四五十年代,科學家們運用鉛同位素法測量,最終得到了一致的結論,地球的年齡約為46億年!
自然界中放射性元素鈾有2種同位素鈾-238和鈾-235的半衰期都非常的長。
鈾-238會自發衰變為鉛-207,半衰期44.68億年;鈾-235會自發衰變為鉛-206,半衰期7億年。
所以我們可以通過巖石中鈾和鉛同位素的比值來測算巖石的年齡。
所以只需要解決的就是找到一塊和地球年齡相同的含鈾巖石,就能測出地球的年齡是多少年。
但是怎麼才能找到能夠代表地球年齡的樣品巖石呢?
於是科學家們利用了三種石頭來確認地球的年齡:地球上的巖石,月球上的巖石以及隕石。
首先,我們要找到地球上最古老的巖石。
1983年在澳大利亞挖掘出了一塊石頭,並通過鈾-鉛法測算出來,它的年齡已經有42億年之久。後來還發現了最古老的礦物,是一顆鋯石的碎屑,距今也有44億年之久。
也就是說,地球最少也有44億年的壽命了,這還只是說明地球上已經形成巖石的歷史在44億年以上了。而在形成巖石之前,地球從一個熾熱的巖漿球逐漸冷卻固化也花了相當長的時間(計算表明近1億年),後來才出現了原始的海洋、大氣與陸地。
至於為什麼還要測定月球巖石和隕石的年齡。
科學家們通過觀測推算,認為地球以及太陽系內的所有行星,都是幾十億年前從太陽星雲中分異凝聚形成,由於形成都是處於同時期的,所以太陽系內的天體年齡都是差不多的。
地球上的隕石,絕大多數都是來自於火星和木星間的小行星帶,那裡由於小行星太多,經常會發生碰撞,有些大的撞擊會導致小行星碎裂,部分碎片脫離軌道,飛向外面,被大行星的引力捕獲。從而形成流星和隕石。
所以再測算出月球和隕石的年齡,基本可以斷定地球的年齡了。
別看月球上有無數的環形山,其實絕大多數環形山是月球誕生之初形成的。
往後的數十億年裡月球還是相當穩定的,不像是地球,每天都有很多的大小地震,時不時火山噴發,河流和風的侵蝕,動植物和人類的活動。所以地球表面上的巖石很少有地球誕生時留下的原始物質,都是後天形成的。
而月球由於其穩定性,月表很少有劇烈的地質活動,所以月球表面扔保留了不少它在形成時的原始物質了。
美國在阿波羅計劃登月後,從月球表面採集了不少月巖標本,許多科學家對這些月巖樣品進行了研究測定,最後測出月球年齡也為46億年左右。
最後只需要測出隕石的年齡就行了。
1975年我國科學家對吉林隕石雨的同位素年齡測定,最終獲得了隕石的年齡為45.5億±0.7億年。
可以看出地球、隕石、月球的年齡都在45~46億年。這同樣證明了同為太陽系的成員,在形成星體的時期是大致相同的。
所以我們最終得出地球的年齡為46億年!當然這並不是最精確的時間,想要獲得最精確的時間還是需要進一步研究。
但是地球以後還能存在多久?
如果說不考慮人為因素,地球可以一直存在下去,直到我們的太陽到晚年的時候。不過那已經是50億年以後的事了。
到那時候,耗盡了核心區域氫和氦燃料的太陽將會劇烈膨脹,體積劇增為一顆紅巨星。膨脹的大小差不多能吞沒掉現在的火星!
雖然說地球現在也在紅巨星的膨脹範圍內,但是其實到了那個時候,太陽由於大量流失物質,導致質量下降,產生的引力也會減弱。所以地球的軌道會往外遷移,而不會被太陽吞噬。
而因為太陽還沒能達到超星新爆發的程度,所以太陽不會爆炸,只會慢慢的死去。到那時,地球會繼續繞著太陽旋轉,並一直存在下去。
地球可以存在下去,但是地球上的生命就不同了。
十幾億年後,太陽會比現在熱很多。地球的溫度會比現在高很多!水都無法液態存在下去。
地球的生物圈將會被摧毀殆盡。
如果到了太陽紅巨星的時期,地球將會被烤焦!
但是其實人類只要不滅絕,這麼過年過後,一定會想出很多辦法避免人類被太陽摧毀的方法。
相信人類早就可以星際移民,甚至會像流浪地球那樣將整個地球都帶走。
好了,今天呦呦就說到這了,以後再給大家分享下其他的宇宙知識啦。