地球，請問您的年齡？

聊聊地球的年齡

我們經常說的天長地久，天荒地老，形容時間的長久。現在我們知道，地球的年齡實在讓人難以想象的老！久！

45-46億年

。人類是如何得到地球的年齡的呢？其過程同樣漫長而且曲折，各路神仙各顯神通，十八般武藝輪番上陣！

哲學家們眼裡的地球年齡

首先上場當然是哲學家，先賢們，他們的武器——

思辨

。他們從自然觀察進而悟道，比如觀察夜以繼日、四季更替、月有盈虧等現象，他們概括出時間像一個圓圈一樣迴圈往復，既沒有開端也沒有結束，因此，

討論地球的年齡毫無意義

。如古希臘哲學家亞里斯多德等認為地球年齡就是像一個圓一樣，

沒有開始，也沒有結束。

也有哲學家認為迴圈往復存在週期，比如柏拉圖認為72000年週期性迴圈，36000年有序，36000年無序。

教義者眼裡的地球年齡

另外一些人認為時間是線性的，

有始有終，過去是開始，未來是結束

。世界起始時間，以及世界末日是確定的，比如基督教、伊斯蘭教。最著名的就

是

1654年愛爾蘭主教J

ames Ussher根據聖經的年代記錄以及中東、地中海地區一帶發現文獻的年代記錄，

“數“出地球形成於公元4004年10月23日

，星期天

。介於亞當出世與耶穌誕生之間，並把它寫入創世紀中。

這些早期的看法都基於一個假設，

即

人類歷史與地球的歷史基本同時發生

。

博物學家眼裡的地球年齡

當然地球的年齡怎麼能少了地質學家呢？不過那個時候還現代意義的地質學，他們是一群礦物、博物學者，他們的武器——

觀察地球上發生的地質作用

。從地質作用的過程觀察，他們都認為不會像主教Ussher所說的那麼年輕。天文學家哈雷早在

1715年，

根據

河流侵蝕陸地攜帶鹽分注入海洋

的觀察，認為地球的年齡不至於像只有6000年，否則海水就是淡水，但也不至於很老，否則海洋就像死海一樣全是鹽。他從

地球的地質作用過程角度，而不是人類尺度對地球年齡的思考

，

超越了哲學進入科學層面

，是一次飛躍。

物理學家眼裡的地球年齡

物理學家也不甘寂寞。他們的武器-

熱力學計算

，比如

1760年

，法國學者布豐Buffon， 假設地球形成於彗星與太陽碰撞後形成的炙熱的球，然後冷卻。他按比例設定不同規模的鐵球並加熱，然後測量這些鐵球冷卻速度，得到75000年的地球年齡，這對於當時6000年的年齡是一個質的飛躍。重要的是，他

不僅從物理學角度，而且從實驗角度計

算地球年齡，這開啟了

實驗科學

對地球年齡的探索。

1862年

，英國的開文 Kelvin爵士，瞭解到往地下走每50英尺升高1華氏度。於是他

假設早期熔融地球的溫度7000度，

利用熱如何在岩石中傳導的知識進行計算，結果表明

需要

20百萬年

才能冷卻到現在的狀態。

地質學家眼裡的地球年齡

地球年齡的估算理所當然是地質學家的責任，事實上，他們也沒有缺席。地質學家普遍認為

物理學家獲取的年齡偏小

。比如英國地質學家萊伊爾Lyell 認為，地球年齡關鍵隱藏

在山脈的緩慢侵蝕過程

中。根據他提出的“現在是瞭解過去的鑰匙”原理，山脈侵蝕與沉積的速率在地質過程中應該是大致不變的。從大量的沉積物記錄來看，那至少應該是幾百萬年，

大大老於kelvin及物理學者計算的年齡20萬年

。但是，

沉積速率在不同的沉積環境下差別很大，比如深海泥沉積1毫米可能需要幾千年，而活躍的河流幾個小時就可以沉積一米，因此，估算誤差比較大，遠遠不如物理學家提出的年齡，這也是為什麼難以流行的原因。

1899年，愛爾蘭的地質學家賈利Joly基於哈雷Halley對海洋鹽度的認識，利用海洋中總鹽量，以及每年有多少鹽透過河流注入海洋，計算得到地球年齡為

80-150百萬年。

很遺憾，他沒有意識到鹽並不是那麼簡單隨時間聚集到海洋中，何況，還有地質作用不斷從海洋中提取鹽，所以，他的估算是偏小。

19世紀所用的計算方法

基於一定的假設，如Kelvin假設地球從熔融狀態一直穩定的冷卻，Lyell假設沉積速率在地質歷史過程中恆定，Joly 假設海洋鹽度年復一年的增加。現在看來，這些假設都是有誤的，得到的地球年齡當然也是虛假的。

物理學和地質學結合者眼裡的地球年齡

1

896年，

貝克勒耳Becquerel發現

放射性同位素後，地質學家擁有了物理學家的

核武器-放射性元素衰變原理

，最終在1956年，地球的年齡確定在45-46億年間，具體原理及測試過程將在後續揭曉。