【科学讲堂】量陨石辐射 计地球岁数

2018-05-17 20:03:37  阅读 7 次 评论 0 条

  地球是我们赖以生存的星球,在人类发展过程中,对地球的疑问从未间断,当中地球的年龄一直为人关心。由宗教人士、地质学家、动物学家、化学家,以至物理学家等,也曾深入探讨地球的岁数,然而各派答案不一,最终利用放射性测量法,以推算出地球的年龄,获得大多数科学家认同。

  《圣经》:地球约6,000年历史

  要知道地球的确切年龄,最困难在于如何找到可靠证据。与人类历史有关的,我们可以依赖文献上的记载,但亦不一定可靠,更何况要找出未有人类出现前的地球,究竟存在了多久,绝非一件容易的事。

  在16世纪至17世纪,曾任全爱尔兰天主教会大主教的乌雪(James Ussher),曾根据《圣经》中的记载,推算「地球大约有6,000年历史」。

  这个「地球有多老?」的问题,在一众地质学家间,掀起好些争论。18世纪至19世纪的地质学家莱尔(Charles Lyell),观察其身处时代的地质变化,发现沙石沉积到河床上、高山上的岩石被风化为沙土,或是地球表面板块移动等过程,都是进度缓慢。

  再者,莱尔认为数千年前的沙石沉到河底的速度,不应该比现在快很多或是慢很多,认为上述过程的速度,在地球过往的历史中没有太大的变化。我们见到的许多高山深谷,每每都在告诉我们,地球表面经历了极大的变化。

  试想像美国的大峡谷有多深?如果改变地貌的过程是如斯缓慢,若然没有悠长历史的地球,如何促成这些大自然的鬼斧神工呢?

  法动物学家:地球历史仅数百万年

  另一派别的地质学家认为地球表面由一些相对短期,但大规模的灾难塑造而成,包括是大洪水及火山爆发等,每次都为地面带来翻天覆地的变化,同时也可能令大量生物灭绝。这些大灾难可以在相对短时间内,大幅改变地球面貌,因此相信这个理论的法国动物学家居维叶(Georges Cuvier)估计「地球的历史只有数百万年」。

  估算地球岁数的重要性,需要跟达尔文(Charles Darwin)的进化论放在一起思考,因为进化论利用大自然「物竞天择」的道理,去解释各种不同形态生物的来源,这个过程本身就十分缓慢。

  居维叶估计的地球历史只有数百万年,看来没有足够时间,让生命在地球开展,然后再从简单的单细胞生物,慢慢演化至人类这种複杂的物种。假如地球的历史不够悠长,同时是在暗示进化论可能在地球并不适用。

  用陨石测地球年龄

  如何挣脱这个困境呢?二十世纪初,化学家居礼夫妇大力推动了有关放射性元素的研究,启发其他科学家发现放射性元素,其实普遍存在岩石之中,而且这些元素的辐射固定地变得衰弱,可用来推算地球年龄。

  美国地质学家帕特森(Clair Patterson)在上世纪50年代研究时,特意花费数年搜集陨石,再以实验测出地球年龄约为45.5亿年,而这数字至今仍没被推翻。

  1975年,中国科学家对吉林陨石雨的同位素年龄测定,亦获得一样的结果--地球年龄约为45.5亿。 ■张文彦

  作者简介:香港大学土木及结构工程学士。短暂任职见习土木工程师后,决定追随对科学的兴趣,在加拿大多伦多大学取得理学士及哲学博士学位,修读理论粒子物理。现任香港大学理学院讲师,教授基础科学及通识课程,不时参与科学普及与知识交流活动。

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