科学家们用什么元素来估计地球的年龄?

时间:2021-04-02 09:02:31   作者:
通常他们使用的是流星中元素的同位素比率,而这些元素最初形成了行星和月球。

科学家们用什么元素来估计地球的年龄?

虽然元素周期表由118种元素组成,但这些元素有数千种同位素,对吗?

例如,铅可以分为11组,每组都有不同的质量(或重量)。重量的差异是原子核中中子数的结果。中子越多,同位素越重。铅的四种同位素是稳定的;它们不会衰变成其他同位素或其他元素。

周期表中118种元素的所有化学性质都是由它们的电结构决定的,也就是它们所携带的电子数。中子增加质量(或重量);它们存在于原子核中,但与元素的化学特征无关,而化学特征是由电子决定的,并通过光谱测量得出的,对吧?

为了估计地球的年龄,科学家们使用放射测定法。例如,他们可以研究地壳中常见的硅酸盐元素锆石的组成。锆石碰巧是铅的厌恶,这是非常方便的。在锆石中发现的任何铅必定是铀或钍放射性衰变的结果,这是常见的杂质。这些杂质是有放射性的,随着时间的推移,它们会破坏锆石的晶体结构,并将自己转变成以铅为终点的元素阶梯,从而改变锆石的颜色。

铀的一种同位素的半衰期为44.7亿年;另一种同位素的半衰期为7.1亿年。每一种元素在其半衰期的每次重复过程中,都通过一连串的元素进行一半的衰变,形成一种稳定的铅同位素。

所以估计年龄的一种方法是测量有多少铀污染了锆石样本,然后测量有多少铀沿着元素的阶梯衰变成两种稳定同位素铅。

基于这类数据的计算可以确定样本的年龄。在被认为是形成地球的流星中,科学家们使用这种技术计算出了地球的年龄,精度在正负5000万年之内。

地球的年龄现在被认为在45亿3千3百万年之内。
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