地球年龄接为45.5亿岁，这是怎么测出来的？一场超越百年的争论

我们总说地球的年龄为45.5亿岁，然而人类文明只有不足万年，我们又是如何得知地球年龄的呢 ？

从19世纪开始，科学家们就在思考一个问题，那就是地球到底是在何时形成的，在人类文明出现之前，我们脚下的这颗岩质行星到底已经存在了多久？最先对这个问题给出了一个明确答案的人是物理学家开尔文。开尔文在整个人类的科学史上有着举足轻重的地位，他一生发表了660多篇科学论文，为热力学第一定律和第二定律的建立作出了重大贡献，而他测定地球年龄的方法也是基于热力学为出发点的。

开尔文认为，地球形成之初是一个巨大的火球，之后随着时间的推移，慢慢地从外向内冷却，最终变为了现在的这副模样。

既然如此，想要推算地球的年龄就非常简单了，只需要计算这个巨大的火球冷却所需的时间，就能够推算出地球的年龄，于是开尔文设计了一个理论模型，计算出了地球的年龄为2到4亿岁，这是1862年的事情。很快，开尔文就发现了问题，因为按照当时的理论，太阳的寿命只有不足1亿年，显然他的计算是错误的。

1897年，开尔文修改了自己的理论模型，重新计算出的地球年龄为2400万岁。

开尔文的研究获得了很多物理学家的支持，但地质学家们却并不买账，他们认为相比基于热力学的研究，将关注点放在地球的岩石上会更加有效。地球上广泛存在着一种岩石，就是沉积岩，这种岩石是通过地质沉积逐渐形成的，越下层的沉积岩，年代就越久远，因此只需要计算出各层沉积岩形成所需的时间就能最终计算出地球的年龄。

很多地质学家都提出过有关地球年龄的观点，其中比较著名的一个就是塞缪尔·霍顿，他计算得出的地球年龄为23亿岁。

至此，关于地球年龄的争论达到了一种平衡，物理学家和地质学家们谁也说服不了谁，直到一个人的出现才打破了这种平衡，这个人就是物理学家欧内斯特·卢瑟福。很多物理学家都有看不起其它学科的毛病，而卢瑟福的这种毛病最为严重，他甚至认为世界上的所有科学都可以分为两类，即物理学和集邮，也就是说除了物理学之外，其它学科都和集邮处于同一水平线上。

以卢瑟福的性格，物理学连地质学都无法击败，是难以容忍的，于是他开始着手解决这场争论。

1907年，卢瑟福发现，所有放射性元素都存在着一个半衰期，也就是说一种放射性元素衰变到一半时所花的时间是固定不变的，比如某种放射性元素从200克衰变到100克需要10年，那么从100克衰变到50克也是需要10年。卢瑟福的研究具有跨时代的意义，足以获得诺贝尔奖，但因为他极度藐视其它学科，几乎得罪了其它学科的所有科学家，特别是化学家，所以最终给他颁发了一个诺贝尔化学奖，而非物理学奖。

既然放射性元素的半衰期是一个完全固定的时间标尺，那么只需要研究古老矿石中放射性元素的衰变情况就可以准确推算出地球的年龄了，于是卢瑟福按照这种方法最终计算得出的地球年龄为7亿岁。

怎么与现在的数据差了这么多？这是因为再古老的矿石也是在地球形成之后才逐渐形成的，想要找到一个与地球同时形成的矿石是非常困难的，怎么办呢？可以从陨石入手，因为这些来自天外的石头更有可能是在太阳系形成之初便存在的。于是1955年，地球化学家克莱尔·彼得森通过研究陨石中放射性元素的衰变情况而最终确定了地球年龄为45.5亿岁。