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化學家測算地球年齡時 曾用“鈾-鉛測定法”參與開發原子彈

來源:快科技 時間:2020-05-30 01:22:54

如果你在科學網站或科普書籍上查找地球的年齡,通常會發現結果是“估計為45.4億年”,還有正負5000萬年的誤差。你可能還會驚訝地發現,公認的估計數據可以追溯到20世紀50年代,并且從那時起就幾乎保持不變,盡管從那時至今其他領域的科學知識已經有了顯著的進步。那么,這是怎么回事呢?

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

到了20世紀50年代初期,加州理工學院有一位名為克萊爾·帕特森(Clair C。 Patterson)的地球化學家,他曾在第二次世界大戰期間參與了開發原子彈的曼哈頓計劃,不過更為人津津樂道的是他對地球年齡的計算。帕特森測量了代亞布羅峽谷的隕石,以及其他幾塊隕石碎片的鉛同位素組成。

這些太空巖石被認為來自太陽系的小行星,而這些小行星與地球在同一時間形成。1953年,帕特森提出了41億至46億年的地球年齡估計值,之后又在1956年得出了更精確的估計值:45.5±0.7億年。自此以后,對隕石和月球巖石的研究結果只對該數值進行了微小的修正。

事實上,對此的關注度比40年前我測量的時候還少。”值得一提的是,帕特森在研究地球表面鉛分布的時候發現,進入20世紀之后,自然界的鉛濃度增加速度陡然提升,遠遠高于過去數十億年的積累速度,而工業污染尤其是化石燃料的燃燒是這些鉛的主要來源。意識到這個問題之后,帕特森將后半生的主要精力都投入到環保事業中。