人类对于地球年龄有何准确计算方法
科学家们通过多种不同的方法来确定地球的年龄。其中,最著名的一种是放射性同位素测量法,这是一种利用自然界中某些元素在衰变过程中产生的放射性物质来估计其年龄的方法。
首先,科学家需要选择一种稳定的同位素和一种不稳定的同位素。稳定的是指不会发生核裂变或核聚变变化,而不稳定的则会随着时间不断地衰变成另一个更轻的元素,并释放出高能量粒子。在岩石中,科学家可以找到这些放射性同位素,它们通常与矿物质结合在一起,如钙、铁和锂等。
一旦找到了合适的样本,科学家就会使用特制的仪器来测量样本中的原子数量。这包括对比样本中的两种不同元素之间相对含量,以便确定它们之间所处的地层位置。这种技术被称为“相对年代学”。
然而,将这个相对年代转换为绝对年份(即以秒计)则需要进一步的手段。这就是为什么我们还需要第二个步骤,即将这两个事件之间实际发生了多少时间进行精确计算。
最常用的这种技术之一是碳-14 dating,也被称作“树木轮廓”或者“辐照定年”。它基于碳-14是一个半衰期约为5,730年的放射性同位素。当植物吸收大气中的二氧化碳时,它也吸收了少量含有碳-14的二氧化碳。当这些植物死亡后,他们停止新细胞形成,因此停止从大气中吸收新的碳-14。如果没有其他来源提供新的 碳-14,则它们体内所有带有这一标记物质都会慢慢地因为衰减而消失。
通过分析死去生物体内剩余的碳-14比例,可以推断出它死亡前过多久。而由于我们知道树木每年的生长层厚度,我们可以用这个信息来建立一张像图表一样的地层图,从而将所有古代生命都按照他们死亡时刻在地球上的具体位置排列起来。
除了使用天然存在于环境中的放射性同位素外,还有一些其他技术也被用于推断地球年龄,比如铀系列和钋系列之类可用于研究老旧岩石和矿床,以及更广泛范围内的地壳运动历史。例如,在一些非常古老的地球岩石中,一些较早期形成时就已经存在于地壳内部并且开始变得不再活跃,但仍然留下了一些痕迹,这使得研究者能够追溯到远古时代甚至更远的人类活动轨迹。
总之,不仅仅是了解地球自己的年纪,而且还能让我们深入理解整个宇宙如何发展演进,以及人类作为宇宙的一部分,在这个宏大的故事里扮演着怎样的角色。