地球年龄是45.5亿岁，这是谁测出来的？测量方法是什么？

想要知道地球的年龄，最简单直接的方法就是，乘坐时间机器回到地球诞生时的那一刻就可以了，遗憾的是，就目前来看，我们还没有能力制造出能够回到过去的时间机器，因此这种方法暂时还不可行。

不过对于这个问题，科学界早已给出了明确的答案，即地球年龄是45.5亿岁，相信大家一定会比较好奇，既然没有时间机器，那科学家怎么会知道地球年龄是45.5亿岁呢？下面我们就来一起了解一下到底这是谁测出来的，以及测量方法是什么。

在几百年前，人们对地球年龄的讨论众说纷纭，莫衷一是，从几千年到几十万年的说法都有。直到进入了19世纪后，随着地质学和生物学的兴起，科学家们才逐渐意识到，地球的历史可能长得难以想象，因为不管是从地质活动还是生物演化的角度来看，地球以及地球上的生命能够演化成现在这个样子，都需要很长很长的时间。

因为缺乏科学的测量方法，所以在接下来的很长一段时间里，人们对地球年龄的认知就停滞在这一层面，甚至还有人认为地球的历史是无穷的。

值得一提的是，在这段时间里，开尔文勋爵（就是被誉为“热力学之父”的那个人）曾经根据地温梯度（地球越深的地方，温度就越高）推导出一个地球散热模型，并据此计算出地球年龄在9800万年至4亿年之间，但这个计算结果在当时并没有得到地质学家和生物学家的认同，他们认为这个时间还是太短了。

在“曼哈顿计划”之后，科学家们对铀这种元素有了很深的认识，他们发现铀235和铀238都会按照固定的概率发生一系列的衰变，并最终生成铅，因此只需要测出样本的铅和铀的含量，再想办法获取样本形成时的初始值，就可以准确地计算出样本的年龄了。

这种方法被称为“铀铅测年法”，我们可以看到，如果要利用这种测量方法来计算地球年龄，就面临着两个问题，首先就是怎么去找到地球形成时样本，这是因为地球在形成之初是一颗具有高温的熔融星球，经过长时间的物质循环之后，地球最初的元素痕迹早已无迹可寻；第二个难题则是，在获取了样本之后，又应该怎么样去确定样本在形成时的初始数据。

对此，美国地质学家、地球化学家克莱尔.卡梅伦.帕特森（Clair Cameron Patterson）认为，地球和太阳系内的小行星都是同时形成（关于这一点，可参考“星云假说”），而因为小行星体积很小，在形成之后的热能会迅速散发，其内部的物质不能循环，所以在亿万年之后，它们还是保持最初的样子，而地球上的陨石就是小行星被地球捕获后留下的残骸，因此它们就是最好的样本。

那么第二个难题又怎么解决呢？其实还是有办法的，因为绝大部分的陨石在形成的时候都普遍含有铅元素，而不同类型的陨石，其铀元素含量却存在着很大的差距，正如前面我们所提到的，铀元素会以固定的概率衰变成铅，也就是说，一个样本中的铀元素含量越低，其铀元素的衰变对该样本的铅含量影响就越小，因此如果能找到铀元素含量极低的陨石，就可以将其视作初始样本。

大约5万年前，一颗直径约40米、重约30万吨的小行星撞击了地球，并在美国亚利桑那州代亚布罗峡谷附近留下了一个直径约1240米、平均深度约174米的陨石坑。该陨石坑于1891年被发现，后来被命名为“巴林杰陨石坑”，而帕特森理想中的样本，就来源于这里。

根据测量，帕特森发现样本中的铀238与铅204（注：铅204是铅的一种非常稳定的同位素）的比值仅为0.025，这就意味着，该样本中铀元素的衰变对初始铅含量的影响微乎其微，完全可以将其数据当作所有陨石在形成时的初始值。

1953年，帕特森将该样本的铅同位素比值作为初始值，再把地球现在的平均铅同位素比值作为最终值，通过计算后，得出了地球年龄在41亿至46亿年之间。

很显然，如果一颗陨石中的铀元素含量越高，那么在这颗陨石中就会含有更多的由铀元素衰变而来的铅元素，因此只需要找来不同类型的陨石样本，再将其测量结果进行对比和分析，就可以准确地计算出地球年龄了。事实上，帕特森就是这样做的，在对多种类型的陨石样本进行研究后，在1956年，他公布了自己的研究成果，即地球年龄是45.5±0.7亿岁。

虽然没有时间机器，但是帕特森还是通过科学的方法准确地测出了地球的年龄，在接下来的日子里，他的测量结果经受住了时间的考验，科学家们通过不同的测量方法，得到的结果都与之相差无几。需要指出的是，这个过程看上去似乎并不复杂，实际上却充满艰辛，比如说为了解决“如何精确地测量出样本中铅和铀的含量”这个难题，帕特森就花了整整5年的时间。

好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见`

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