地球有幾十億年老麼
古語說:「天長地久」。地球到底有多老?這是個又有趣又切身的問題。研究宇宙與人類起源的科學家都不得不要面對這個問題。生活在這物質的世界,人類始終仍不能擺脫時間的限制。地球的歷史自然影響我們對這太空的綠洲,藍色的星球,有不同的看法。
每年都有的「地球日」在提倡保護我們這獨一無二的小天地。它是如何形成?它存在有多久?地球上的證據、地質上的形態、埋藏在地裡的化石、冰封在兩極中的古代生物、高山峻嶺、深淵峽谷等;這一切能給我們甚麼啟迪呢?
年齡的計算
事實上,年齡的計算,要用科學的方法求證,實在不簡單。譬如:我問你幾歲?你說「卅五」。我問:「你怎知道?」回答自然是用出生紙證明了﹐這是用歷史目擊證人的方法。因為當時有你父母、有醫生、接生婦等作證記載下來。但是如果沒有目擊證人,比如警方找到不知名之屍骨,就難以肯定死者之年齡了。但另外一個辦法是根據我們所觀察到的正常人類成長過程的里程碑,用以比較在屍骨上所可以觀察到的現象去判斷。這第二個辦法假設了我們已經觀察過同樣生物的成長過程,確定了比較的標準。
推算地球的年齡在應用上述兩種方法,都有實際的困難。一.從人類的觀點,地球產生之時,並沒有人類,所以沒有目擊證人。二.人類不能也從來沒有,觀察過一個同樣的星體,從產生至消滅的過程,所以並沒有一個絕對的標準,可以讓我們作比較。
有四十五億年老麼?
這樣像四十五億年的數字卻是如何產生的呢?有些科學家提供了一些計算方法,其中值得一提的是:
輻射性元素衰退的所謂絕對計算法(Radiometric Dating or Absolute Dating Method):
其實叫做「放射性定年法」(同位素定年法)。
這名聽起來高深,但其中原理是大家都可以瞭解的。地上的物件多含有少量的輻射性元素。這些「母元素」會變成另外一種元素「子元素」,這是所謂「衰退了」(Decay,衰變)。科學家觀察到這衰退的現象就計算了這衰退的速度,稱之謂「半衰期」,意即在一段時間內,有一半的「母元素」已變成「子元素」。一個常用的放射元素就是「鈾」238,原子彈的原料。「鈾」238(母元素)衰退後變成「鉛」。它的半衰期估計是 40 億年,意即一塊石頭從地出來40億年之後,它的含鈾 238 即有一半變成了鉛。
要瞭解「絕對計算法」,或者可以用一個簡單的比方。假設我一個人在一間房子裡看書,諸位進來時作了一些觀察。一.你們進來時,我正看完了第一千頁。二.你們進來後觀察到我看書的速度是一分鐘看一頁。從這兩個觀察,你們要計算在你們沒有進來以前,我在這房間裡看了書多久。如果你的答案是「一千分鐘」的話,這基本上就是類似以「放射元素半衰期」的「絕對計算」的結果。
我們不須是專家也可以觀察到這計算法的問題在那裡,這種計算法起碼有三個假定是無從肯定的:
「一千分鐘」的答案假定了我是從第一頁看起的。但是你們既然不在,又怎能知道呢?若我是從第九九九頁開始,我可能只在房間裡看書一分鐘。應用在「放射元素半衰退期」上就是假定在鑑定的石頭從地心出來時,只有鈾沒有鉛。這自然不是我們實際上觀察到的,因為我們無從知道地裡剛出來的石頭,是不含鉛的。
當然,還得看其他放射性同位素的定年,並不是只看一種同位素定年法。
而一般鉛原子量是207,鈾238衰變後的是206,這兩種是不同的。
鉛也會衰變。自然界中的鉛也會變成204和206,而且比例固定,故多出來的鉛206就可以知道是鈾238衰變出來的。(岩石中的東西要流動沒這麼容易)
「一千分鐘」的答案假定了你們未進來之先,我看書的速度一直都是一分鐘一頁,這自然也是不能肯定的。應用在「放射元素計算法」上:我們知道科學家發現「輻射」是從居禮夫人(Madam Currie)開始,才一百多年前。幾億年前鈾的衰退速度如何,我們怎能肯定?何況有些科學家相信連光的速度都在變動。
相對論之基本設定︰光速恆定。
不過光速也會變,什麼情況呢?介質不同的時候。在水中的光速與在玻璃中、真空中都不同,不過這是因為光「波」的性質所致。
放射性定年法所利用的是半衰期,這是原子的特性,若半衰期會改變,代表原子特性也會改變,這種指控是很嚴重的,因為縱使這代表有個「上帝」,這個上帝也是一個隨心所欲、說話不算話的善變傢伙。也就是說~上帝的信徒們最好也準備好挨揍的打算。
「一千分鐘」的答案假定了沒有外來的因素。應用在「放射元素計算法」上,是假定並沒有外來的鈾或鉛滲進被鑑定的石頭裡;石頭裡的鈾和鉛也沒有流失。但是石頭經過數億年的風吹雨打,水浸火焚,地層的變動,我們怎能知道它是保持「封閉」呢?
半衰期並不受溫度壓力的影響,所以他才會被當作定年的天然核子鐘。
而且一般會用來作放射性定年法的岩石或者化石,不會是經過「數億年的風吹雨打,水浸火焚,地層的變動」來的。(這樣早就變成沙了…..= =)
對於以上情況使用isochron 的校正法︰
找出一個放射元素跟它的衰變後的元素(鉛206)與這個衰變後元素的同位素(無放射性,且非衰變得來),測含量畫 X-Y 平面。
X = 前/後(沒有放射性)
Y = 後(有放射性)/後(沒放射性)
然後儘量在受測物裡找出各種不同的「前」,因此大致上所有物質的 Y 應該是固定的。
但隨著前項的衰變,Y 的量會上昇,X 會下降,得到一個往左往上的斜線。從斜線是不是直線可看出這個元素的準確性。
這種方法的原理就是所有外來物的機率都不甚相同,畫出來的X-Y線也會不同,最後取其中互相接近的數條為正解。
感謝Yenchin提供教學網頁。
基於上述的三個未知數,「放射元素」的「絕對計算法」曾經在同一塊石頭上計算出「零」至「三百萬年」七個不同的答案,而正確的答案卻是二百年;因為這石頭是夏威夷一個火山在歷史上二百年前噴出的岩漿。
放射性定年法所使用的尺規有不少種(包括鈾鉛、鉀氬、釷鏷、碳1412等),各有各應用的範圍。
以上三點最大的問題就是︰因為這有些是「例外問題」,所以這個方法是錯的。
所以有人收集了六十幾個實驗結果,都是根據以同樣三個假設來計算地球的年齡,其答案從「零」到「四十五億年」。例一:以地球人口計算,目前每150年倍增,追朔回到只有一對人是約四千年。例二:以地球目前磁場衰退的速度計算,追朔回到地球上磁力強如磁星(magnetic star)是一萬年。
例一是笑話,既然科學實驗室中怎麼搞都搞不動的半衰期你認為不準,那麼每年都會改變的人口成長率反而能讓你相信?
這不就像是你不相信秤的刻度而去相信隨便一把抓的「直覺」嗎?
例二︰這也是笑話,最簡單的證據就是,中洋脊熔岩在冷卻時會紀錄當時地磁狀態,就海底地殼的研究指出,地磁已經轉了許多次了,根本沒有這種「直線」回溯上升的鳥事情。
http://slow.ccu.edu.tw/8801/team8/magnetic.htm
PS︰對於某個網站說什麼就鑽探計劃結果指出洋底地磁紀錄是不確實的,但是我卻找到這「鑽探計劃」的說明︰
「(大陸飄移說)直接證據在一九六○年代末期,由「格洛瑪挑戰者號」取得。當時,格洛瑪挑戰者號在中大西洋脊採掘岩心,這是屬於深海探鑽計畫的一部分。就和先前的預測一樣,科學家證實中洋脊裂縫處的岩石最年輕,由裂縫處向兩側延伸,則愈遠處的岩石年代愈古老。」
大陸飄移說網站︰http://earth.fg.tp.edu.tw/learn/plate/plate3.htm
包括陸地上(冰島)的中洋脊地磁紀錄,都具有這種排列的特徵。
有關以上所謂「絕對計算法」有多絕對呢?為甚麼一定要挑選漫長的年代呢?下回我們討論第二種計算方法。
下一回…恐龍是啥時代的?反正不會是你爸!
「一個常用的放射元素就是「鈾」238,原子彈的原料」<br />
鈾238做出來的東西應該沒辦法叫做原子彈…..<br />
那個東西叫做「貧鈾彈藥」,舉凡APFSDS的穿甲桿、HEAT的藥型網都有用到。甚至可以用在<br />
戰車的裝甲上。<br />
用這種東西其實等於變相使用核武,不過美國人在波灣戰爭仍然用的相當開心就是XDD<br />
<br />
似乎很多人都對軍武誤解,反正鈾做出來的東西只有原子彈和燃料棒、能單手握持、彈匣插<br />
在握把裡面的衝鋒槍就叫烏茲(INGRAM MAC10,你好可憐啊)、半自動手槍一律九零九零的<br />
叫(FN的Fine-Seven,讓你的口徑憑空多出3.3mm)等等。<br />
<br />