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地球年龄的故事(下)

已有 4124 次阅读 2012-11-27 22:51 |个人分类:故事|系统分类:科普集锦| 放射性, 地球年龄


 (接上文)
       
       大多Kelvin的批评者们对Kelvin计算地球年龄的计算方法表示赞同,但是认为Kelvin的计算结果出乎了所有人的意料。另外一些对Kelvin的挑战是认为他对地球冷却阶段中陨石撞击带来的热量的估算偏低。但是,仅仅陨石的因素并不能明显的影响Kelvin的计算结果,况且他的计算方法也统治着这个学术讨论领域。(Kelvin也确实曾为了与Darwin的进化论进行争论的时候提高了地球遭到陨石撞击所接受的热量。)
       Rutherford错误的认为Kelvin勋爵会欣然接受自己的想法。然而Kelvin勋爵并没有很快的接受镭的放射性会放出热量改变地球内部的热状态,而且还发表了一篇短文来批评这一观点。他一直没有公开放弃他对地球年龄估算中的假设,只是在当年的一次在英国科学协会的会议上与一位同行的一次交谈中他才承认自己的估计可能有错。但是他并没有发表任何撤销原来估算的声明,所以他依然在计算地球年龄的领域里保持着自己的权威,并且很少有人挑战他。之后Rutherford的研究就转向了其他方向,而美国的Bertram Boltwood(1870-1927)和英格兰的Robert John Strutt(1875-1947)继续着这一方向的研究。
1906年,Strutt(第四任Rayleigh男爵)发现地壳中放射性的岩浆岩中的热量比Kelvin计算的地球散失的热量还要多。这将是Kelvin的支持者们不能忽视的一个证据。地球确实有自己的热源,而且即使在地球在降温,也可能没有降温降的如他们原先想的那么快。
       经过多年的实验和通过与Rutherford的信件交流,Blotwood知道了发射性元素的原子核会在放射现象过程中发生改变。比如铀元素或者钍元素会在一系列的衰变反应中分解成其他元素(子元素)。1907年,Boltwood发现经过这样一系列的衰变反应,铀元素会最终稳定的衰变成铅元素。
       放射现象就是地球的原子钟,Boltwood就是那个读出这个钟时间的人。铀元素转化为铅元素的速率十分稳定。通过测量铀转变为铅这一衰变的速率,Boltwood计算出了一些矿物的年龄是22亿年。这些矿物形成与前寒武纪,而地球的年龄至少应该比这些矿物还要老。


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