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著者：黄姤

【№1：地球年龄的定义】

「年轮」象征着树的岁数，把树干切断，在横截面上一圈圈的图案就是该树的年龄，圈与圈之间的分层会显示得十分清晰，一圈代表着1年。然而地球也有和树类似的「年轮」，关于地球年龄的问题有两种不同的定义，分别是：地球的天文年龄和地球的地质年龄。

• 地球的天文年龄：指的是地球从原始星云开始积聚形成到现在的这个时间段，这个定义上的年龄与地球起源的假说存在着非常紧密的关系。
• 地球的地质年龄：指的是地球形成后开始出现地质活动到现在的这个时间段，这个定义上的年龄与地壳运动有着密切的关系。

从原始地球诞生，然后经过早期的演化，再到具有分层结构的地球，这个演化过程所需的时间可能是上千年甚至是上亿年，因此地球的天文年龄实际上是大于地球的地质年龄。在一些科普文章中所提到的地球年龄一般指的是地球的天文年龄，目前地球上存在已知最古老的岩石年龄大约为38亿年，但是这个数值一定比地球的地质年龄要小，地质年龄通常是地质学研究的课题。

【№2：各时期对地球年龄的推测】

计量地球所经历的时间必须找到一种速率恒定而有量程极大的制度，早期找到的一些尺度的变化速率在地球历史上是不恒定的。自从在1896年发现了放射性元素以后，人们才得以利用放射性元素这种方法来以恒定速率变化的物理过程作为尺度来测定岩石和地球的年龄。

• 第一个用科学的方法来研究地球年龄的人是来自英国的物理学家埃德蒙·哈雷（Edmond Halley，1656年11月8日—1742年1月14日）。哈雷提出——解决海洋里海水是什么时候开始存在“盐”的这个问题，就是解开「地球年龄」问题的答案。
• 来自德国的物理学家、生理学家赫尔姆霍茨在1854年通过对太阳所释放的能量进行计算，他所得出的地球年龄不超过2500万年。
• 英国著名的物理学家约瑟夫·约翰·汤姆逊(Thomson，Joseph John;1856年-1940年)在1862年提出——地球从早期炽热的溶融状态冷却到今天的地貌，这个演化的过程需要2000万至4000万年，但是这个数据远远是比地球的实际年龄要小很多。
• 1953年，地球化学家克莱尔·彼得森(Clair Patterson)利用同位素地质测定法，最早测定了地球的年龄约为45.5亿年。

科学家在格陵兰西部找到了一块目前来说是地球上最为古老的岩石，年龄标记为38亿年，这块岩石的采用的是「同位素地质测定法」，「同位素地质测定法」是目前测定地球年龄最准确的方法。然而，这块年龄为38亿岁的岩石并不是地球诞生时期遗留下来的最早证物，这块岩石并不能作为地球整个历史演化的代表，原因就是原始时期的地球是一个炽热的、岩浆态的熔融球体，最古老的岩石是地球经过漫长的演化，最终冷却下来变成坚硬的地壳之后保存下来的产物。

图解：格陵兰西部·阿卡斯塔岩石

【№3：地球真实年龄】

科学家通过采用「放射性年代测定法」对陨石、小行星进行年龄测定，测量的结果显示陨石、小行星这些太阳系小石块的年龄处于45亿至47亿年之间，科学家推测在45亿至47亿年之间的太阳系成员也是在这个年龄段积聚形成的，因此也可以作为地球年龄的参考依据。

在澳大利亚西部的纳耶山出土的4块岩石晶粒，这些晶粒的化学成分为锆石碎块或锆的硅酸盐，采用 「同位素地质测定法」对锆石碎块进行分析，结果显示这些锆石碎块是原始地球表壳的小碎块。既然锆石碎块就是原始地球的表壳碎块，那么采用离子探针谱分析法测试锆石碎块中铀和铅的同位素离子的相对度，就可以测定这些锆石碎块的年龄，测量的结果显示这些锆石碎块的年龄约为43亿至46亿年之间，这个数字就是地球的年龄。这些锆石碎块的年龄比格陵兰西部发现的岩石（38亿年）还要年长5亿年。

【№4：地球年龄可以推导出地球演化的历程】

根据锆石碎块的透漏信息：早在46亿年之前，太阳这颗恒星形成之后遗留下来的物质，地球和太阳系的其他天体比如七大行星、月球等一些卫星以及其他小行星等等一起形成了，地球在形成之后不断受到陨石的撞击，这个时期称为 「撞击期」，持续了至少长达5亿年之久，不断的撞击导致原始地球的表壳全部遭到毁坏。

图解：早期地球·「撞击期」

地球在演化过程中，地壳形成了各个时期不同的地壳，每个时期地壳的特征都被完好无损地保存在地层或者岩石中，地壳的分层透漏了岁月的秘密：生命从低等生物向高等生物进化，从原始简单走向多样复杂，从单细胞生物演化到多细胞生物。地质学家把地球的演化历程分为5个时期：太古代、元古代、古生代、中生代、新生代。

• 太古代：从距今约40亿年前到25亿年前，这个时期的地球上是“水星球”，海洋里零星有一些火山岛探出海面。
• 元古代：距今25亿至5.7亿年前，这个时期的地球已经出现了大面积的陆地。
• 古生代：距今5.7亿至2.5亿年前，这个时期地球的地壳运动十分活跃，亚欧和北美大陆已形成雏形。
• 中生代：距今2.5亿至0.65亿年前，各块大陆的外表轮廓基本形成，太平洋地带的地壳运动剧烈。
• 新生代：6500万年前到现在，海陆面貌与现在基本相似了。

图解：《地质年代示意图》

作品回顾

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