地球的年龄有多大

虽然生物在地球上已经生活了千百万年，但是承载着众多生命的地球母亲有多大年纪却一直不为人所知，困扰着有强烈好奇心的地球人。如果不确定地球的年龄，我们也就难以弄清这个曾经炙热熔融的行星是如何一步步变得如此丰富多彩、生机勃勃的。

在很多神话故事里，人们把地球和宇宙的形成归功于无所不能的神仙，因此，最早对地球年龄的探寻往往和神话故事联系在一起。中国的神话中，盘古开辟了天地；基督教的教士们相信上帝在公元前4004年的6天里创造了世界，那些接受基督教教义的信徒则相信圣经的《创世纪》给出了可靠的地球年龄。

最早试图用科学方法研究地球年龄的是英国物理学家哈雷，他通过河水对海水盐度的补给量推测海洋的年龄，并认为等同于地球的年龄。英国科学家开尔文勋爵假设地球起源于一个炙热的熔融球体，要冷却到现在的温度，需要2000万至4000万年。这些早期有益的探索虽然粗略，却至少告诉了人们要跳出圣经的桎梏：地球的年龄远远超过几千年。这些工作经常触动当时占统治地位的基督教教会敏感的神经，很多科学家因此受到教会的攻击，被迫放弃这些开拓性的研究成果。例如，18世纪法国博物学家、作家布丰就违心地宣称放弃他的巨著《自然史》中关于地球形成和圣经故事相抵触的说法。

同位素定年测定系统

对地球年龄精确的测量归功于20世纪物理学的进展。著名的物理学家居里夫妇发现，某些放射性同位素（例如铀）可以自动放出粒子而变成新的元素（例如镭），这个现象被称为放射性衰变。同位素衰变时会发出大量的热，这也是开尔文勋爵当年低估地球年龄的主要原因。在地球天然的温度和压力条件下，放射性同位素衰变的速率不变，也就是说既不受外界条件的影响也不受该元素多少的影响。一旦测量出地质样品中放射性同位素（例如铀）有多少、衰变形成的同位素（例如铅）有多少，再利用放射性同位素确定的衰变速度，人们就可以精确计算出该样品的年龄，这就是同位素定年的基本原理。

同位素定年法示意图

利用同位素定年的方法，地质学家可以判断地壳中冷却的岩浆和岩石是在什么时候形成。可是，地球早期经过了高温的岩浆海阶段，再加上地表上亿年的改造，地球最初形成的岩石已经找不到了，现在地球表面露出的岩石显然比地球的年龄要小得多。因此对地球年龄的最佳估计不是根据对地球岩石的测量，而是来自陨石。

在太阳系的最初期，和地球一起生成的还有大量陨石，它们由硅酸盐矿物和铁镍金属组成，主要存在于火星和木星之间的小行星带。由于陨石体积小，在形成之后不久就冷却，停止了进一步的演化，因此它们忠实地记录了太阳系形成的信息。从太阳系的星云物质凝聚到地球的形成仅用了几百万年，这相对于太阳系的漫长历史不过是短短的一瞬，所以如果我们知道陨石的年龄，地球的年龄也就不言自明了。

有一类特殊的陨石含有太阳系星云物质凝聚时最早形成的固体颗粒，因此对于人们研究太阳系和地球的年龄非常重要。近些年，有人用铀——铅同位素法给这类固体颗粒测量年龄，结果表明，这些陨石的年龄是45.68亿年。

一般认为月球是由原始地球和原始行星碰撞而产生的，因此有人想到，测定月球的年龄也就可以推测地球的年龄。“阿波罗计划”从月球采回了一些岩石，经过测定，其中最古老的月球岩石样品和陨石的年龄是一致的。由此推断，地球的形成年龄应该比45.7亿年略小一点。

“阿波罗计划”带回的月球岩石

地球上保存的最古老矿物有44亿年历史，海洋和大陆可能在42亿年前已经出现，保存的最古老的岩石大约产生于40亿年前，中国的华南和华北是在2.3亿年前拼合在一起的。如果把地球的历史看成24小时，那么动物在最后6小时出现，陆生动物在倒数2.5小时出现，爬行动物可能才出现了半个小时，至于人类的祖先，出现才仅仅一分钟左右。（黄方）

地球发展历程

【微问题】金刚石和锆石，哪个能保存更久？

【关键词】地球年龄　同位素　岩石　陨石