年龄问题,这样解决

1、年龄问题 ,这样解决地球的年龄有 45.4 亿年了。没错，自然界的确存在着天然的钟一一原子钟，虽然隐秘，却被脑袋灵光的人类发现了，并且用它们解决了关于地 球年龄这个难题。现在的人类还用它们探知地球万物的过 去，甚至宇宙的成长史呢！原子钟，客观到冷酷 说到自然事物中那块隐秘的钟，我们需要先弄明白，地球万物都是由哪些物质构成的。地球上的东西多种多样，数量无法计算，但是这所有的切都是由一百多种不同类型的原子构成的，比如碳原子、 铁原子、铀原子等。同种类型的原子的统称为元素，比如碳 元素就概指所有的碳原子。人还分黄种人黑种人呢，元素也可以再细分，碳元素还能分出碳12、碳 13 和碳 14。在地球上所有

2、的碳中，碳 12 最多，大约占 99%；碳 13 很少，大约 占 1% ；而碳 14，更是少，只占到百万分之一左右。但是别看碳 14 的量很微小，作用却极大，且声名远播，而它就是我们要找的原子钟之一！原子钟，好高大上的名字，可它们是怎么计时的呢？ 先来看看沙漏吧！古人用“沙漏”计时，瓶子中的沙全部漏完是一天，漏掉一半当然就是半天。有意思的是，物理学家经过几十年的研究，发现每个不稳定元素的原子，也会像沙漏一样不断转化成其他原子，同时自己的数量减少。 就比如碳 14，每隔段时间” 就会“消失”半，只不过这个“一段时间”有点长5730 年。科学上通常把 5 730 年称为碳 1 4的半衰期，把那个“

3、消失”的过程称为衰变。原子的衰变比率是恒定的，就是说无论周 围环境怎样改变， 这个衰变比率都不会改变， 哪怕斗转星移、 沧海桑田，或者你生气地将它们用油炸、用铁锤敲，原子钟 依旧不紧不慢按定律精确而冷酷地前进。有了客观到冷酷的原子钟，地球上的万物，以及地球的年龄，甚至宇宙的历史，人类就都可以弄个明明白白了。好弦，等你来算大家都知道，大多数植物都要吸收二氧化碳，而里面的碳”，当然既可能是碳 12、碳 13，也可能是碳 14。我们可以换一句话说，植物的生长过程中会源源不断地吸收碳14。不过植物体内的碳 14 同时也在发生衰变，一边吸收，衰变，这样树身体里的碳 14 始终保持着收支平衡 了，只剩下衰

4、变一一注意注意！ 发条已经拧紧，钟表开始“嘀假如某棵大树死了，这就意味着它对碳14 的吸收停止过了许许多多年之后，大家想知道，这棵树是什么时候死的？很简单，只要测量它体内碳 14 的含量就知道了。如 果大树体内碳 14 的含量只有平常树木中碳 14 含量的一半， 那么你就可以断定，这棵树大约死于 5730 年前，依此类推。虽然人不直接从空气中吸收碳 14，但人会吃植物， 所以植物体内的碳 14 最终也会在人体内累积。考古学家在测量 楼兰女尸的死亡时间时，是通过对棺材里面的木材、毛布、 羊皮、人骨等分别进行碳 14 测量后，对比得出距今“ 3800年”这个数字的。地球的年龄铀知道 首先，你得找到

5、一个半衰期更长的“钟” ，对于地球这个“长命百岁”的大家伙，碳 14 仅 5000 多年的半衰期明显不够用。哪种钟才合适呢？找来找去，科学家发现“铀238”这位仁兄可担此大任， 因为它的半衰期长达 44.7 亿年， 衰变 之后成为稳定的铅 206。地球之“钟”算是找到了，可怎么去测呢？这又是个大问题。难道要找地球诞生时的植物遗骸吗？可地球诞生时 片火海，哪有植物？就算有，也不会保存至今呀；就算保存 至今，关键是，植物体内根本没有铀 238。那么，什么地方有呢？岩石，对，就是岩石！可问题又来了，你怎么知道哪块岩石最老呢？难道要把地球上的每一块岩石都测一遍？好 吧，就算你有伟大的愚公移山精神，坚持

6、测完了所有岩石，并找到了那块年纪最大的岩石，但是你能断定这块岩石是地 球的同龄“石”吗？在地球诞生之初就出现的岩石，很可能 已经不复存在， 它们要么被压碎， 要么被融化， 抑或被重塑。怎么办？20世纪 40 年代末，芝加哥大学地质教授哈里森 ?布朗灵光一闪， 想到了解决办法： 要不试试那些天外来客陨石。他把这个艰巨的任务交给了学校的一位研究员克莱尔?彼得森。你一定觉得很奇怪，陨石和地球有什么关系？原来，很多漂浮在地球周边并最终掉下来的陨石，其实就是早期构成 地球的下脚料，因此保留着原始的内部化学结构。最重要的 是，它们一直在外太空，没有受到污染。所以，只要测量一块几乎和地球同龄的陨石样本里面的

7、铀 238 与铅 206 的比例，就可以知道在它身上曾经有多少铀238 发生了衰变，从而就能测出地球的年龄。陨石大多来自火星和木星间的小行星带，少数来自月球和火星， 在它们掉落地面之前， 就是大家觉得很浪漫的流星。陨石通常分为三大类：石陨石，主要成分是岩石；铁陨石， 大部分成分是铁与镍；石铁陨石，成分既有大量的岩石也有 金属。流星体在进入大气层时会被加热， 发出强烈的光和热， 使它的一部分表面被融化。在这个剧烈的反应过程中，它们 可能会被雕塑成各种不同的形状，有些会留下像指纹一样的凹陷。算一算 我们一起来算一算类似的樱桃存放时间问题就明白了。筐红樱桃（铀 238），假设 10 天为樱桃的半衰期

8、，也就是 每隔十天，樱桃腐烂一半，而且腐烂得还很彻底，只剩下樱2+6桃核（铅 206）。现在我们打开箱子，发现有 2 颗完好的樱桃 和 6 粒樱桃核。于是我们就知道，箱子里最开始其实有 即 8 颗樱桃。那现在来算算，这 8 颗樱桃存放了多长时间？OK，2 颗樱桃 6 粒核，这跟我们打开箱子时看到的情景模一样。所以，我们就可以计算出箱子里的樱桃大概已经 存放了 20 天。地球的年龄也就是根据陨石样本里铀和铅的 比例倒推出来的。积累越多，身价越高 如果说碳 14 和铀 238 是一种基于“消耗”原理的测年法，那么下面接着要说的则是一种基于“积蓄”原理的测年 法。人类的生活中从来没有离开过辐射，这些辐射来自宇宙射线、地面、建筑物，甚至人体内部。同样，陶瓷也随时接 收着辐射， 不同的是， 它们被辐射的时间要长得多， 几百年、 几千年，甚至上万年。而且，因为陶瓷里面含有大量的绝缘 晶体，所以它们能把接收到的辐射能量保存起来。这就意味 着，陶瓷保存的年代越久远，它对辐射能量的积蓄就越多。换句话说，它就越古老，那么身价也就越高。那么怎么测定陶瓷里到底有多少辐射能量呢？方法是加热。科学家发现，把陶瓷加热到一定温度后，陶瓷里面积 蓄的能量就会以光的形式释放出来。这就是热释光现象。最初烧制陶器的时候，高温会把结晶体中原先贮存的热释光