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化学家测算地球年龄时曾用“铀-铅测定法”开发原子弹

2020-05-29 09:41:06 整理发布   转载来源:快科技  

如果你在科学网站或科普书籍上查找地球的年龄,通常会发现结果是“估计为45.4亿年”,还有正负5000万年的误差。你可能还会惊讶地发现,公认的估计数据可以追溯到20世纪50年代,并且从那时起就几乎保持不变,尽管从那时至今其他领域的科学知识已经有了显著的进步...《化学家测算地球年龄时曾用“铀-铅测定法”开发原子弹

如果你在科学网站或科普书籍上查找地球年龄,通常会发现结果是“估计为45.4亿年”,还有正负5000万年的误差。你可能还会惊讶地发现,公认的估计数据可以追溯到20世纪50年代,并且从那时起就几乎保持不变,尽管从那时至今其他领域的科学知识已经有了显著的进步。那么,这是怎么回事呢?

就在20世纪初,科学家发现可以通过测量放射性衰变来计算岩石的年龄,这种方法被称为放射性年代测定法。1907年,美国化学家和物理学家博尔特伍德提出了“铀-铅测定法”,认为铅是铀放射衰变的最终产物。在理论上,只要知道一块岩石中铅和铀的比例,就可以计算出岩石的年龄。那么,问题的关键就在于找到和地球同时期形成的岩石。

到了20世纪50年代初期,加州理工学院有一位名为克莱尔·帕特森(Clair C。 Patterson)的地球化学家,他曾在第二次世界大战期间参与了开发原子弹的曼哈顿计划,不过更为人津津乐道的是他对地球年龄的计算。帕特森测量了代亚布罗峡谷的陨石,以及其他几块陨石碎片的铅同位素组成。

这些太空岩石被认为来自太阳系的小行星,而这些小行星与地球在同一时间形成。1953年,帕特森提出了41亿至46亿年的地球年龄估计值,之后又在1956年得出了更精确的估计值:45.5±0.7亿年。自此以后,对陨石和月球岩石的研究结果只对该数值进行了微小的修正。

事实上,对此的关注度比40年前我测量的时候还少。”值得一提的是,帕特森在研究地球表面铅分布的时候发现,进入20世纪之后,自然界的铅浓度增加速度陡然提升,远远高于过去数十亿年的积累速度,而工业污染尤其是化石燃料的燃烧是这些铅的主要来源。意识到这个问题之后,帕特森将后半生的主要精力都投入到环保事业中。


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