地球的年齡是多少？科學(xué)家們是如何確定的？

　　北京時(shí)間5月28日消息，如果你在科學(xué)網(wǎng)站或科普書籍上查找地球的年齡，通常會(huì)發(fā)現(xiàn)結(jié)果是“估計(jì)為45.4億年”，還有正負(fù)5000萬年的誤差。你可能還會(huì)驚訝地發(fā)現(xiàn)，公認(rèn)的估計(jì)數(shù)據(jù)可以追溯到20世紀(jì)50年代，并且從那時(shí)起就幾乎保持不變，盡管從那時(shí)至今其他領(lǐng)域的科學(xué)知識(shí)已經(jīng)有了顯著的進(jìn)步。那么，這是怎么回事呢?

　　計(jì)算地球年齡的工作可以追溯到遙遠(yuǎn)的古代。古希臘哲學(xué)家亞里士多德認(rèn)為，時(shí)間是沒有起點(diǎn)和終點(diǎn)的，他也相信地球是無限古老的;古印度的宗教學(xué)者則認(rèn)為，宇宙不斷地爆炸、膨脹和坍縮，然后循環(huán)往復(fù)，他們計(jì)算出地球已經(jīng)存在了19.7億年。根據(jù)布倫特·達(dá)爾林普爾(G。 Brent Dalrymple)所著的《地球年齡》(The Age of the Earth)一書，在中世紀(jì)時(shí)期，許多基督教神學(xué)家都在仔細(xì)研究圣經(jīng)，尋找地球年齡的線索，他們的估計(jì)值在5471年到7519年不等。從18世紀(jì)到19世紀(jì)，眾多科學(xué)家也根據(jù)各種線索——從地球的冷卻速度和沉積物的積累到海洋的化學(xué)演變——得出了各種各樣的估計(jì)值。

　　就在20世紀(jì)初，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)可以通過測量放射性衰變來計(jì)算巖石的年齡，這種方法被稱為放射性年代測定法。1907年，美國化學(xué)家和物理學(xué)家博爾特伍德提出了“鈾-鉛測定法”，認(rèn)為鉛是鈾放射衰變的最終產(chǎn)物。在理論上，只要知道一塊巖石中鉛和鈾的比例，就可以計(jì)算出巖石的年齡。那么，問題的關(guān)鍵就在于找到和地球同時(shí)期形成的巖石。

　　到了20世紀(jì)50年代初期，加州理工學(xué)院有一位名為克萊爾·帕特森(Clair C。 Patterson)的地球化學(xué)家，他曾在第二次世界大戰(zhàn)期間參與了開發(fā)原子彈的曼哈頓計(jì)劃，不過更為人津津樂道的是他對地球年齡的計(jì)算。帕特森測量了代亞布羅峽谷(Canyon Diablo)的隕石，以及其他幾塊隕石碎片的鉛同位素組成。這些太空巖石被認(rèn)為來自太陽系的小行星，而這些小行星與地球在同一時(shí)間形成。1953年，帕特森提出了41億至46億年的地球年齡估計(jì)值，之后又在1956年得出了更精確的估計(jì)值：45.5±0.7億年。自此以后，對隕石和月球巖石的研究結(jié)果只對該數(shù)值進(jìn)行了微小的修正。

　　盡管帕特森的突破使他在科學(xué)界名聲大噪，但他自己并不認(rèn)為這有什么大不了的。1995年，在他去世前不久接受的一次口述歷史采訪中，他回憶道，當(dāng)時(shí)“沒什么人關(guān)心”這個(gè)問題。“即使在今天，人們也不關(guān)心地球的年齡。事實(shí)上，對此的關(guān)注度比40年前我測量的時(shí)候還少。”值得一提的是，帕特森在研究地球表面鉛分布的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，進(jìn)入20世紀(jì)之后，自然界的鉛濃度增加速度陡然提升，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于過去數(shù)十億年的積累速度，而工業(yè)污染尤其是化石燃料的燃燒是這些鉛的主要來源。意識(shí)到這個(gè)問題之后，帕特森將后半生的主要精力都投入到環(huán)保事業(yè)中。