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第63章 科学家是怎样推算出地球的年龄的?

放射性元素作为一个好的“钟表”,是因为它们可以按照精确的时间表衰变。其中,碳是个很好的例子。用碳来做试验的依据是,有机体吸收的普通碳12以及放射碳14,它们都存在于空气和水中。试验假设在水和空气中,其中一种碳的比例是不变的,那么千万年以来,植物和动物吸收的两种碳的比例也一直是相同的。

有机体中碳12的数量保持不变,而碳14却会衰变。它在5,370年的岁月中消失了一半。所以通过测定曾经生存的有机体中这两种碳残留的相对数量,科学家就能知道这些残骸的年龄。

不过,没有哪一种方法是万无一失的。于是地质学家开始寻找一些其他的放射性元素,用来代替碳14,比如铀和钍。他们通常会在一种物质上采取两种不同的试验,来进行日期的双向核对。有时候,两种试验会测定出两个截然不同的日期。

比如,地质学家采集了巴巴多斯群岛的珊瑚礁作为标本。他们测定了珊瑚中碳的数量的同时,也收集了铀和钍的数据。

对于那些“年轻”的珊瑚来说,这两种测量方法的结果达成了一致,都是9,000岁左右。然而珊瑚越老,结果相差得越远。铀和钍的测定结果为2万岁的珊瑚,碳14却显示它只有1万7千岁而已。

为什么会有这么大的不同?哪一种结果才是正确的呢?科学家相信,在这种情况下,铀和钍的试验结果是更为精确的,因为在过去的测试中,碳14得出的结果有一部分显示出了差异。

其中的原因也许是,近年来大气层中碳14的数量有所增长。这意味着在过去的日子里,它也有可能经历了数次增长和减少的过程。因为相对于碳12来说,碳14并没有保持在一个相对稳定的程度,所以在试验中就得出了不可靠的数据。

利用一颗已经死亡的树木,科学家可以核实碳14时钟是否准确。首先,他们测定了碳,得到了一个年龄的数据。接着,再通过观察树的年轮得知它的年纪,然后比较一下这两者是否一致。

铀238的半周期是45亿年,我们在对它的衰变进行测定后得出,地球上的一些岩石已经存在了38亿年。地球又是在这之前多久形成的呢?科学家通过检测宇航员从月球带回的岩石,得到了更多的证据,结果显示为46亿年。

所以科学家认为整个太阳系,包括地球和月亮,是在46亿年前形成的。

在死亡以后,动物和植物的残骸通常会腐烂。随着时间的流逝,组织被细菌破坏后渐渐分解。

但是在偶然的情况下,如果残骸正好处在正确的时间和地点,那些坚硬的部分——骨头、甲壳、牙齿,是能够保存下来的。一位古生物学家曾经从泥土里挖出了一颗3百万年前的牙齿。这种东西被称为化石。

一块化石有可能是几个世纪以前遗留下来的动物牙齿、骨头或者甲壳。也可能是一个模子或一个印记:一块微小的海洋生物的骨骼,印在了石头上。还有一些化石是真正的骨头的副本,被地球上的物质给侵蚀了。

小趣闻

到目前为止,海洋生物化石的数量是最多的。这是因为与陆地上的生物比起来,它们被埋藏得更快一些。

化石的产生必须要有非常精确的条件。最重要的就是,残骸一定不能受到风和雨的侵蚀。这样的话,植物和动物被那些沉积物埋在下面,比如一些石头和砂子。灰尘也是一层很好的屏障。

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