科学家是如何计算地球年龄的

地球的历史全部记载在它的岩石上。在像科罗拉多大峡谷这样的地方，岩壁已经被流水严重侵蚀，甚至可以看到几百万年来形成的岩石层。不同时期形成的岩石彼此分明，年老的总是在年轻的岩石层下面。于是，岩石层就成为地质学家研究地壳形成过程的依据。

但知道越深的岩石层越古老并不意味着人类知道这块岩石到底有多老。19世纪的科学家们试图通过观察现代岩石层形成的速度来推算古代岩石的年龄，从而确定地球的年龄。在他们的估算结果中，最短的是300万年，而最长的则为15亿年，是最短年龄的500倍。显然，在这项工作上，我们需要更科学可靠的方法。

科学家们非常渴望能够找到一只为地球生命计时的钟表——这只钟表从地球诞生的那一刻起就开始工作，直到今天。只要找到这只钟表，人类就可以轻而易举地读出地球的年龄。

事实证明，地球上确实存在这样的钟表，就在岩石和树木里，在海洋深处。地球上的天然时钟就是放射性元素——一种随着时间的推移会衰变成其他元素的特殊元素。使用放射性元素测定岩石或化石的形成年代的方法叫做“放射性同位素测年法”。

放射性元素是一部精准的时钟，因为它的衰变严格地依照时间表。以碳元素为例，所有生物都会从空气和水里同时获取普通的碳-12和具有放射性的碳-14，碳元素测定就是在此基础上进行的。实验假设空气和水中两种碳元素含量的比值保持恒定，也就是说几千年来，动植物吸收的含碳物质中，两种碳元素的比值始终不变。

生物体内，碳-12的量不会发生变化，而碳-14则会随着时间的推移发生衰变，每过5730年，碳-14的总量就衰减一半。通过计算生物标本中两种碳元素的相对含量，科学家们就可以确定该生物标本距今有多少年的历史。

但是没有任何一种年代测定法可以保证百分之百可靠，所以地质学家会同时检测几种放射性元素，除了碳-14之外，还有铀元素和钍元素等。对于同一样本，通常要进行两种不同的测试，而且往往两个测试给出的结果相差很远。

一次，地质学家从巴巴多斯的岛屿上取回了珊瑚礁的样本，他们同时测量了样本中碳元素、铀元素和钍元素的含量。对于“年轻”的样本（约9000年左右），两种方法得到的结果是一致的。但是越老的样本，两种方法的分歧就越明显：铀-钍元素检测结果是2万年；而通过检测碳-14元素，却得到了1.7万年的结果。

为什么存在这么大的差异呢？又是那种测试的方法才准确呢？在这个例子中，科学家们认为铀-钍元素测试结果更为准确，因为利用碳-14元素的测试在以往曾经得到过奇怪的结果。

近年来，大气中碳-14的含量出现了上升的趋势，这意味着历史上也可能有类似情况出现，这也许就是碳-14元素测试结果出现偏差的原因。

利用一棵死树，我们就可以判断碳-14测试法是否准确。首先测量碳元素含量，得到一个年龄。然后数年轮（一年一个圈），看看两个结果是否吻合。

通过测量铀-238（半衰期为45亿年）的衰变，科学家们发现地球上有些石头的年龄高达38亿岁。那么在此之前我们的行星又存在了多久呢？科学家们又利用宇航员从月球上带回的岩石标本进行了研究，显示这些标本的历史都在46亿年左右，这个结果也跟坠落在地球上的陨石标本的测试结果相同。这一切都说明，我们的太阳系，包括地球和月亮在内，形成于46亿年前。