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科学家如何估算地球的年龄呢?

怎样才能科学地推算地球的年龄呢? 17世纪到18世纪期间,有科学家试图通过研究海洋里的盐度来推算地球的年龄。他们假定海水最初是淡的,由于河水把盐冲人海洋才使海水变咸。知道了目前海水的含盐量和全世界的河流每年能把多少盐冲人海洋就可以算出海洋的年龄

怎样才能科学地推算地球的年龄呢?

17世纪到18世纪期间,有科学家试图通过研究海洋里的盐度来推算地球的年龄。他们假定海水最初是淡的,由于河水把盐冲人海洋才使海水变咸。知道了目前海水的含盐量和全世界的河流每年能把多少盐冲人海洋就可以算出海洋的年龄,并进一步推算出地球的年龄。

因为海水最初是不是淡的本身就是一个末解之谜,河流每年带入海洋的盐量也并不一样,此外地球的形成比海洋的出现早多少年也不得而知。因此这种方法解决不了问题。

还有一些科学家想通过测量海洋每年的沉积率来推算地球的年龄。他们认为算出海洋每年的沉积率,再测出海洋沉积物的总厚度,就可以计算海洋的年龄。然而由于海底是不断运动的,海底沉积也随之时常在变化,这种方法也站不住脚。

19世纪,达尔文提出进化论以后,人们发现了通过对生物化石的研究来确定岩石相对年龄的方法,但是用这种方法还不能推算出地球本身的绝对年龄。

到了20世纪,科学家们终于找到了测定地球年龄的最可靠的方法,叫做同位素地质测定法。20世纪初期,人们发现地壳中普遍存在微量的放射性元素,它们的原子核中能自动放出某些粒子而变成其它元素,这种现象被称做放射性衰变。在天然条件下,放射性元素衰变的速度不受外界物理化学条件的影响而始终保持很稳定。例如1克铀经过一年之后有1/74亿克衰变为铅和氦。在铀的质量不断减少的情况下,经过约45亿年以后,大体就有1/2克衰变为铅和氦。

利用放射性元素的这一特性,我们选择含铀的岩石,测出其中铀和铅的含量,便可以比较准确地计算出岩石的年龄。用这种方法推算出地球上最古老的岩石大约为38亿年。当然这还不是地球的年龄,因为在地壳形成之前地球还经过一段表面处于熔融状态的时期,科学家们认为加上这段时期,地球的年龄应该是46亿年。

实测认为地表面十分年轻,其原因为近50亿年以来,地球不断重复着侵蚀与构造的过程,地表大部分被一次次的形成和破坏,于是早期的地球历史都被抹除了。根据古地质探测与考古,已知我们现在能见到的最古老的石头距今已有40亿年,超过30亿年的屈指可数,最早的生物化石小于39亿年,没有任何确定的记录可以表明生命真正开始的时刻,71%的地表被海洋所覆盖。

目前科学界认为地球形成初始,大气中可能存在大量的二氧化碳,但几乎都被组合为碳酸岩石,只有少部分溶入大海或被活着的植物消耗了,而现在的板块活动与生物活动维持着大气中的二氧化碳循环流动、轮回,使二氧化碳稳定存在,温室效应对地表温度环境的维持具有深远的重要性,是温室效应使地表温度提高了35℃(从冻入的-21℃升到了+14℃)。因此水在常温下为液态,使生命适宜存在与发展。而丰富的氧气维持则是由生物活动完成的,没有生命就不会有充足的氧气(在这里完全的忽略了阳光的光合作用)。

近些年来,人们又用同样的方法推算了各类陨石以及"阿波罗"宇航员从月球上取回的月岩的年龄。结果,它们的年龄都是45亿年至46亿年。这说明太阳系中这些天体是同时形成的,同时也说明用这种方法来测定地球的年龄是比较准确的。

对于你来说,我们生存的地球在宇宙中似乎坚不可摧,从你脚下的感觉来看,地球似乎在大部分时间里一成不变,即使是地球在永不停歇的进行着自转和公转。

当然,地球不仅围绕太阳转。太阳系也在围绕着银河系中心旋转。而银河系呢?也在围绕宇宙中一片名叫“巨引源”(Great Attractor)的区域旋转,大家其实都在运动。只不过,对于你来说只是星辰转变而已,却体会不到。

但是地球本身也是非常的不稳定。在我们脚下,大块大块的岩石在相互挤压、推搡,他们形成了地球千变万化的地表形态,也让地表无时无刻不在变化和颤动着。

地球仪是一个完美的球体,但地球并不是,地球的质量分配也不均匀,所以旋转时容易产生晃动,而且地球的旋转轴与质量分布的中轴线并不在一条线上,地球在旋转时会不停出现抖动。牛顿早就预言过这一现象的存在。

其中,科学家们发现,地球摆动得最显著的是两极,位移幅度约为9米,每14个月左右构成一个完整的循环。

季节则是地球摆动的又一重要影响因素,因为它们会引发降雨量、降雪量和湿度的变化。从而改变地球表面的质量分布。

但即使去除了季节的影响,相对地壳而言,地球自转轴的南北两极依然会不停摆动。

有研究发现,在2000年之前,地球的旋转轴是偏向加拿大一边的,且每年都会位移几英寸。但在此之后,自转轴开始逐渐回移,并渐渐偏向了另一边的不列颠群岛。

一些科学家推测,是格陵兰岛和南极洲冰盖消融导致的。但是经过研究发现,格陵兰岛和南极洲的冰盖消融只是原因之一,另一原因是因为大陆的储水量减少了,亚欧大陆尤其如此。观测显示,在地球上存在超过550万年的咸海,已经濒临消失。

欧亚大陆的地表水和地下水在近20年间正在快速枯竭,部分地方饱受干旱困扰。中纬度地区尤其严重。“根据旋转物体的基本物理法则,两极对纬度45度附近地区的变化非常敏感。”一位科学家指出。而这正是欧亚大陆损失了大量水源的地方。

研究人员也发现了另一个惊人事实:在2002年至2015年间,每逢欧亚大陆遭遇干旱的年份,地轴便会向东倾斜;而当该地区较为湿润时,地轴便会朝西倾斜。

虽然地球表面水和冰层的移动是由自然因素和人为因素共同导致的,但是,其中不少诱因却是因人而起,可以说,地球摆动有一部分完全是人类自己所为。

研究人员通过计算发现,2000年至2100年间的二氧化碳含量增长一倍,海洋就会迅速升温和膨胀,导致在下个世纪里,北极每年会朝阿拉斯加和夏威夷的方向移动1.5厘米。

除了以上的几点因素外,地震、风暴、月球、太阳等因素也会使得地球在振动和摇晃,不过这些因素有的出现频率不高,有的影响又不大,但依然可以给地球的频繁振动和摇晃做出一些解释。

近年来随着全球气候的变化,越来越多的灾难和异常天气逐渐显现出来,一些人认为,全球变暖可能会带来世界末日;也有人认为,全球变暖是几家欢喜几家忧。但不可否认的是气候变化早已开始了对地球的破坏。图为利比亚沙漠里种田,1987和2010对比。

美国NASA办了一个影展叫做【Image of Change】丢,从“上帝的视角”对比了几十年间的地球变化照片,一直都以为所谓“沧海桑田”是以几千几万年来计算的,没想到也就是这短短数十年时间,地球的改变也已经是触目惊心。

位于哈萨克斯坦的咸海曾经是地球上第四大湖,现在已经是几个断开的小水洼了。左图为2000年水位,黑色的轮廓是它60年代时的范围,右边是2014年。60年代,为了灌溉附近的棉花地和其他农田,苏联利用大坝和运河,改变了为咸海提供水源的锡尔河和阿姆河的流向,因此咸海周围急剧荒漠化,最终导致了灾难。

中国长江三峡大坝建成前后的长江上游。

亚利桑那州和犹他州交界处的鲍威尔湖,1999年和2014年对比。

美国加利福尼亚州的奥罗维尔湖,2010年和2016年前后对比。

阿根廷奇基塔湖,1998年(左)和2011(右)年对比。

从 1986 年到 2014 年,阿拉斯加哥伦比亚冰河向北后退了将近 20 公里。

美国犹他州大盐湖1985到2010年间大盐湖水量的遗失情况。

黄河三角洲,下面左图拍摄于2001年,右图拍摄于2009年。黄河是中国的第二大河流,也是世界上第六大河流,被誉为中国文明的摇篮,也曾经由于洪水泛滥,称为“中国之痛”。

瑞士和意大利之间的阿尔卑斯山脉马特洪峰,1960年和2005年前后对比。

美国阿拉斯加的皮德森冰川,1917年还是一片冰川,到2005年时山脚下已是青草幽幽。

目前,共有70亿人居住在地球上,而这个数字正在增长。

目前,共有70亿人居住在地球上,而这个数字正在增长,很多人好奇,地球到底可以承载多少人呢?据专家估计,到本世纪末期,总人口数量会超过100亿,然而科学家们并不确定,这样的增长是否能持续下去?就从食物开始说起,若把所有畜牧业用地加在一起,放在一个大陆上,将会覆盖整个非洲,其总面积将达到80至90亿公顷,比非洲大陆还大。

据专家估计,本世纪末期,总人口数会超过100亿。

同样,若把所有耕地加在一起,总面积差不多和南美洲一样大,然而随着时间的流逝,这些地区的土壤,将会侵蚀退化、肥力流失,这意味着将不再适合种植农作物。不止如此,科学家们甚至也不确定,农民是否能保持现有产量,因为环境会变化,全球每年人平均二氧化碳排放量约为5吨,但美国人均排放量接近17公吨。

全球每年人平均二氧化碳排放量约为5吨。

所以,若是地球人口增加30亿,那么全球暖化将越演愈烈。而根据事实推测,在本世纪末期,全球气温将会上升2度,更多极端气候将随之而来,未来不可避免地影响粮食生产。若是人们都弃荤从素,改牧地为农田,情况或许会稍有缓解,但是农作物产量,无论如何也不可能支持人口的无限增长,事实上,科学家预计,粮食产量仅够100亿人填饱肚子。

农作物产量也不可能支持人口的无限增长。

再来看看可用水,人类目前将30%可利用再生水,用于日常生活,余下的都用于农业灌溉。在埃塞俄比亚、柬埔寨、海地等国,部分人能获得的水,甚至都达不到饮用水标准。而随着人口增长,用水的需求量也会增加,现在,答案已经揭晓,地球或许能承载很多人口,甚至超过100亿,但未来人类的生活质量,将会大不如前。

随着人口增长,用水的需求量也会增加。

地球是我们生活的家园,人类从诞生开始就一直生活在地球上。地球也为了人类的发展提供了极为丰富的资源。例如什么矿产、石油等等了。还有一种更为重要的就是水了。

可是你知道地球上的水是从哪里来的吗?

一些比较常见的说法有两种:

1:“外源说”,顾名思义,认为地球上的水来自地球外部。而外来水源的候选者之一便是彗星和富含水的小行星。

2:有科学家认为,地球上的水是太阳风的杰作。首先提出这一观点的科学家是托维利,他认为,太阳风到达地球大气圈上层,带来大量的氢核、碳核、氧核等原子核,这些原子核与地球大气圈中的电子结合成氢原子、碳原子、氧原子等。再通过不同的化学反应变成水分子,据估计,在地球大气的高层,每年几乎产生1.5吨这种“宇宙水”。然后,这种水以雨、雪的形式降落到地球上。

不过,现在为什么说地球是小偷呢?继续往下面看。

科学家研究发现,月球很早之前就已经是地球的好基友了,地球上的水资源,大部分是从月球上掠夺来的。

科学家团队发现在地月系统刚刚形成时,月球上也有大量的挥发性物质,就像土星的环系统那样,挥发性物质可分布在卫星上。但月球的地位决定了它无法在后续数十亿年内继续维持住这些物质,于是这些物质被地球引力所捕获,最终落到了地球上。

科学家估计在碰撞发生后,月球分离了大约一半的物质,但最后这些物质又部分回落到地球上,而且地球还把属于自己的挥发性物质给要了回来。

对此,你看明白了吗?地球是不是“小偷”?

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