科学家|地球年龄为什么这么离谱?看完你就明白了


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科学家|地球年龄为什么这么离谱?看完你就明白了
从18世纪70年代到20世纪初 , 为了解决一系列悬而未决的地球科学问题 , 许多科学家采取多种不同的办法对地球的年龄问题进行了大量的研究工作 。 但这些研究都没能最终确定地球的确切年龄 。
布丰的“小地球”布丰是18世纪法国的一名科学家 , 他研究的对象相当广泛 , 尤其是在地球科学方面 , 布丰有许多独到的见解 。 1779年 , 布丰试图用试验的方法 , 确定地球的年龄 。 他认为 , 地球是由原始温度很高的状态慢慢冷却形成的 , 只要能够知道地球冷却的速度就能够计算出地球的年龄 。 为此 , 他制作了一个成分和地球差不多的“小地球” , 把它加热 , 再让它慢慢冷却 , 然后测量这个“小地球”的冷却速度 。 根据实验结果 , 最后布丰估算出地球的年龄大约是75000年 , 这显然与地球的真实年龄有天壤之别 。
与布丰的方法不谋而合 , 19世纪60年代 , 英国一个著名的科学家开尔文也试图用类似的方法计算出地球的年龄 。 开尔文认为 , 地球刚刚诞生的时候温度很高 , 像一个火热的巨大“火球” , 后来慢慢冷却 , 外面逐步凝固成了坚硬的外壳 , 但内部依然温度很高 。 1862年 , 开尔文仔细测量了地球表面岩层的温度和各种岩石的传热速度等数据之后 , 用特殊的方法计算出地球的年龄大约是2000万~4000万年 , 这显然和地球的真实年龄差距非常大了 。
布丰和开尔文都是很著名的科学家 , 但是为什么他们计算出的地球年龄这么“离谱”呢?这是由当时的科学认识和科学技术水平的局限性造成的 , 布丰和开尔文实际上犯了同一个错误 , 他们都认为地球的热量全部来源于地球刚刚开始形成的初期 , 地球形成之后就只是向外散发热量 , 本身一点也不产生热量 。 其实不是这样 , 在地球表面向外散发热量的同时 , 其内部也在不断地产生热量 , 同时地球还接受一部分来自太阳的热量 。 实际上 , 地球只是在形成初期不稳定状态下向外散发的热量大于其自身产生的热量 , 总的热量是减少的 , 在形成之后 , 其热量基本上处于一种大致平衡的状态 。 基本的根据都错了 , 就难怪布丰和开尔文计算出的地球年龄出现错误了 。 也许布丰和开尔文计算出的只是地球幼年期的年龄 , 或者什么都不是 , 天知道!
向太阳“请教”的赫尔姆霍兹与开尔文差不多的时代 , 德国的一位科学家赫尔姆霍兹认为 , 地球和太阳是在同一时期诞生的 , 地球的年龄应当与太阳差不多 , 只要知道了太阳的年龄 , 就能够估算出地球的年纪了 。 那么 , 怎样才能知道太阳的年龄呢?赫尔姆霍兹认为 , 由于受万有引力的作用 , 太阳的“身体”一直在不断地收缩 , 外面的物质不断向中心“塌落” , 在这种物质的塌落过程中会释放出大量的能量 , 太阳发出的光和热就是这种能量转化而来的 , 根据赫尔姆霍兹的计算 , 太阳每发光2000年 , 它的半径就会缩小千分之一 , 太阳总的能量只够它消耗2000万年 , 所以太阳的年龄只有2000万年左右 , 地球的年龄最长也不会超过这个数字 。 赫尔姆霍兹计算出来的这个数字显然是不对的 。 那么 , 他的错在哪里呢?原来受当时科学技术水平的局限 , 赫尔姆霍兹还不知道太阳的能量主要来自它内部的热核反应 , 而不是靠自身的收缩 , 赫尔姆霍兹计算的出发点就错了 , 计算出的结果当然与太阳和地球的实际年龄大相径庭了 。
品尝海水滋味的哈雷
哈雷是19世纪英国的一位著名的天文学家 , 著名的哈雷彗星就是以他的名字命名的 。 他认为地球刚刚诞生时 , 海洋里的水不含盐分 , 全是淡水 , 现在使海水又苦又咸的盐分 , 是在地球漫长的历史中由河流从陆地冲到海洋中的 , 所以只要计算出海水中盐分的含量 , 和每年从陆地冲刷到海洋里盐分的数量就可以大致计算出地球的年龄 。 现在每1000千克海水里大约含有30千克的盐分 。 哈雷对每年海洋增加的盐分进行了估算后 , 推算出海水从最初的淡水变成今天这样的咸水 , 大约需要 10亿年的时间 。 因此 , 哈雷认为地球的年龄大约是10 亿年左右 。 应该说哈雷的计算方法有他一定的道理 , 海 水里的盐分的确有大部分是陆地的矿物质被溶解后冲进海里的 , 但是 , 因为在漫长的地球历史中 , 地球的表面形态不止一次发生过翻天覆地的变化 , 河流冲刷盐分的能力也会相应发生变化 , 所以 , 谁也不知道它每年能把多少盐分冲到海里去 , 所以哈雷的计算结果的可靠性也就大打折扣了 。