地球的年齡如何計算？曾經，這不是一個科學問題

科學尚未昌明的17世紀,對於一切事物的解釋權仍然緊握於「神學」的手中,也就是說,「地球的年齡有多少」並不是一個科學問題、而是一個神學問題,它與「神創論」緊密的聯繫在一起。生於愛爾蘭都柏林的詹姆斯.烏雪(James Ussher),曾擔任愛爾蘭教會阿瑪(Armagh)教區的大主教,而且他也是一位學養深厚的歷史學家和數學家,其著作《烏雪年表》中,詹姆斯.烏雪以「《聖經》年譜學」的方法計算了地球的年齡:首先,詹姆斯.烏雪把《聖經》的時間線與正史的時間線統一起來,經由《聖經》和史書中明確記載的同一事件,他把《聖經》的年份與歷史文獻的年份對應上。

其次,詹姆斯.烏雪以新巴比倫國第三任君主以未米羅達的登基為基準(即公元前563年),再加上一些天文曆法的知識,就算出了地球「誕生」的日期:地球誕生於公元前4004年10月22日星期六下午6點左右。詹姆斯.烏雪對這個結果十分滿意,迫不及待的想要教徒們知曉這個世界的「生日」,就把這一套理論、以及最終的結論印在宣傳小冊子上,不久之後,詹姆斯.烏雪得出的結論就成了西方世界的主流觀點。啟蒙運動之後,「科學」的幼苗成長為一棵參天大樹,再也不懼種種「風吹雨打」,學者們紛紛採用更加嚴謹和規範的方法來推算地球的年齡。

(地球)

18世紀中期,法國博物學家和作家喬治斯.布豐收集了眾多史前古生物的化石,依據這些化石的年份,他推測地球的年齡至少是7萬年(未發表的著作中,喬治斯.布豐估計地球的年齡在50萬年以上)。此後的18世紀末期,英國的地質學家傑姆斯.赫頓(James Hutton)在愛丁堡皇家協會上提出了「均變說」,認為地球的整個演化過程極為漫長和複雜,人們只能了解和解釋某一、某些地質時期的具體變化,但無法推測地球的誕生和毀滅。舉世聞名的生物學家查爾斯.達爾文也接受了傑姆斯.赫頓的「均變說」,他估計一些地質變化的過程至少需要3億年,地球的年齡應該在3億年以上。

19世紀中期,英國物理學家開爾文勛爵提出了熱力學第二定律,依據這一定律,只要人們地球的初始溫度(即岩漿的溫度)、岩層的導熱係數以及地熱梯度,就可以計算地球的年齡了。經過了數十年的不斷修訂,開爾文勛爵確定地球的年齡為2400萬年,這一結果在當時是不可撼動的,不僅地質學家們無法反駁開爾文勛爵的結論,查爾斯.達爾文也情不自禁的懷疑自己提出的物種演化理論。不過,法國物理學家安東尼.貝克勒爾發現了鈾鹽的放射性現象、以及局裡夫婦檢測到鐳元素在放射過程中會不斷產生熱量,為後人奠定了推翻開爾文勛爵觀點的基礎。

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20世紀初期,開爾文勛爵的得意門生盧瑟福在英國皇家學會舉辦的物理學會議上,闡明了地球內部的放射性元素所產生的熱量,足以平衡地球自身的熱量流失,因此,開爾文勛爵對地球年齡的計算方法是錯誤的。1907年,美國化學家博爾特伍德.博登(Boltwood Borden)認定鉛是鈾放射衰變的產物,進而提出「鈾-鉛測定法」,即人們找到一塊與地球一同形成的岩石,檢測岩石中的鈾-鉛比例,就可以計算岩石、以及地球的年齡了。

因太陽系中的小行星與地球在同一時間形成,這意味著地球上的隕石也是如此,美國化學家克萊爾.帕特森把隕鐵中的鈾-鉛比例設為初始值、再把一般岩石中的鈾-鉛比例設為最終值,計算出地球的年齡為41億至46億年之間。1956年,精益求精的克萊爾.帕特森進一步的修訂和完善自己的計算方式,把地球的年齡鎖定為45.5億年。

(地球)

小考題:你認為地球會以怎樣的方式「壽終正寢」呢?是毀於人類之手、還是毀於膨脹的太陽呢?歡迎你留言討論。

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