一个人的正常寿命最多100多年 , 而人类已经在地球上繁衍了几百万年 , 地球诞生至今也有45亿年的历史了 。钻石恒久远、一颗永流传 , 其实世界上并不存在永恒 , 最终都会淹没在时间的长河中 。斗转星移 , 地球母亲的生命又有多长呢?
事物的寿命
说到这儿 , 可能有些人觉得 , 寿命有什么好讲的 。确实 , 对于人一个人来说 , 人的寿命就是从出生到死亡所经历的这段时间 。单个生命体从诞生到死亡 , 这一整个周期就是生物的寿命 。
不管是有生命的物体还是无生命的物体 , 它们都是由实实在在的物质构成的 , 而生命体也是由非生命物质构成的 。对于非生命体 , 显然 , 我们需要重新思索寿命这个概念 。比如一个玻璃杯 , 从制造成型 , 再到支离破碎 , 这便是我们认为的一个玻璃杯的一生 。对于地球而言 , 地球从诞生到毁灭 , 这便是它的一生 , 所经历的时间便是寿命 。诞生和毁灭 , 其实是物质从一种存在状态转变成了另一种状态 。这么看来 , 事物的寿命就是其在某一变化阶段所经历的时间 。
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地球年龄的测定
科学界的主流观点认为 , 地球和太阳都起源于同一片星云 。由于星云(主要由氢和氦组成)的密度分布并不平均 , 在万有引力的作用下 , 物质逐渐向密度高的地方汇聚 , 并开始旋转起来 , 为恒星的形成做准备 。原恒星中心的压力和温度逐渐升高 , 当达到氢热核反应的临界温度(大约1500万摄氏度)以上时 , 核反应炉就被点燃了 , 一颗恒星就正式诞生了 。不过 , 此时地球还并未成形 , 太阳周围还是一片混沌 , 大约上千万年后 , 地球等八大行星才正式登场 。
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地球的年龄大约45亿年 , 那这是怎么得出来的呢?
其实 , 很早之前人们就相信地球存在一个起源时间 , 但究竟是多少 , 一直没有人弄得清楚 。19世纪 , 开尔文通过热力学方式估算了地球的寿命 , 由于当时没有考虑到地球内部的放射性物质衰变所释放的热量 , 他当时估算出的地球寿命最多才4亿年 。
1896年贝克勒尔发现铀矿具有放射性 , 此后居里夫妇又发现了放射性元素镭和钋 , 并对原子核的放射性现象进行了深入的研究 。放射性就是一种不稳定的原子核通过放射出某种射线(阿尔法射线、贝塔射线、伽马射线等)而衰变成稳定的原子核的一种现象 , 原子序数(质子数)大于或等于83的元素都具有放射性 。此后 , 科学家们又陆陆续续发现了很多放射性核素 。核素就是具有一定质子数和中子数的一类原子 , 一种元素通常包含好几种核素 , 这几种核素之间互为同位素 。比如氢元素就包含氕、氘、氚三种核素 , 它们之间质子数相同 , 中子数不同 , 即原子质量不同 。统计数据表明 , 宇宙中存在100多种元素 , 大约包含2600多种核素 , 其中约有2300种核素都具有放射性 , 稳定核素只有280余种 。
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上图为部分放射性核素的半衰期 。
放射性的发现为人类精确测量地球的年龄奠定了基础 。科学家们发现 , 放射性核素的半衰期很稳定 , 一般不会受到周围环境(比如压力或者温度等)的影响 。不同放射性核素的半衰期不同 , 有的短至数秒 , 有的长达几十亿年 。不同核素在宇宙中的丰度不一样 , 我们只需要测出岩石中放射性核素的衰变情况 , 通过分析样本中不同核素的相对含量 , 就可以估算出该岩石的形成年龄 。如果我们能找到地球诞生之初形成的岩石 , 那么我们就能测出地球的年龄 。虽然在地球表面已经很难找到古老的岩石 , 不过由于太阳系内的小行星和地球都诞生于同一片星云 , 我们可以测量坠落到地球表面的小行星陨石的年龄 , 这同样可以估算出地球的年龄 。
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根据被测物的不同 , 需要使用不同的放射性测年方法 。在考古学中 , 最常见的是碳14测年法 , 主要适用于测量距今5万年之内的有机物 。在地质学中 , 铀铅测年法是最常用的测年方法之一 , 这种方法所能测量的时间范围大约在100万~45亿年之间 。1956年 , 美国地质学家克莱尔·帕特森通过改进后的铀铅测年法(这种改进后的方法也被称之为铅铅测年法)测量了美国亚利桑那州代亚布罗峡谷陨石中铅的同位素的含量 , 得出地球的年龄为45.5亿年 。而目前最精确的地球年龄为45.4亿年 。
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地球还能存在多久?
地球是一颗行星 , 它已经存在了45.4亿年之久 。地球还剩下多少日子呢?这得从多方面进行考虑 。
人类对地球的影响很小 , 就算全世界的核武器爆炸 , 对地球母亲来说也只是挠痒痒 。即使人类文明灭绝了 , 地球依然好好的 。要想使地球毁灭 , 就得来一次猛烈的撞击 , 使地球粉身碎骨 , 不过目前在太阳系中并不存在这种条件 , 普通的小行星对地球造成不了多大的伤害 。
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放在整个宇宙中来说 , 对地球影响最大的、最直接的就是太阳 。地球受太阳引力的束缚绕着太阳转 , 地球上的生命沐浴着阳光 。如果哪一天太阳出现了问题 , 地球也会受到波及 。地球的命运和太阳的命运是绑定在一起的 。
太阳是一颗恒星 , 年龄为45.7亿年 , 质量中等偏下 , 在赫罗图中位于主序星带 , 是一颗黄矮星 。黄矮星的寿命比较长 , 像太阳的寿命就高达100亿年 , 也就是说太阳还可以燃烧50多亿年 。太阳内部的氢用尽之后 , 将会膨胀成为一颗红巨星 。红巨星的体积极其巨大 , 到时候地球会被太阳的热浪吞噬 , 地球表面的温度将高达上千摄氏度 。随着一声爆炸 , 太阳最终将会成为一颗白矮星 , 在这个过程中 , 地球还将继续围绕这颗白矮星运转 。由于新生的白矮星的质量比太阳的质量小 , 地球的运转轨道将会更远 。
【地球还能存在多久事物的寿命 地球形成距今已有多少年】
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如上图所示 , 当太阳变成红巨星 , 从地球上所看到的太阳 。
上面有考虑地球所处的环境 , 如果忽略这些因素 , 将地球看作一个孤立的体系 , 地球还能存在多久?
其实在银河系中就存在一类不绕任何恒星运转的行星 , 可以将它们称之为流浪行星 。这样的行星环境就可以看作一个孤立的体系 。对于一个孤立体系 , 其内部的熵(混乱度)一直在增加 , 这意味着地球最终会走向死寂 。即使没有太阳的影响 , 地球也终将走向衰老死亡 , 不过地球并不会自行爆炸解体 。
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不管是行星还是恒星 , 都是由化学元素构成的 。放射性元素都会发生衰变 , 稳定元素中不稳定的同位素也会发生衰变 。而行星内部的高温除了诞生之时的余温 , 大部分都源于放射性元素衰变产生的热量 。随着时间的推移 , 最终地球内部将逐渐冷却 , 地壳活动也会消失 , 一切都归于平静 。如果地球不被宇宙中某些天体(比如黑洞)吞噬 , 那么地球还将会存在很长时间 , 比目前宇宙的年龄还长 。在宇宙中 , 某些恒星的年龄就高达130亿年 , 它们是第1批红矮星 , 诞生于大爆炸之后不久 。红矮星的质量比太阳小许多 , 银河系中75%的恒星都是红矮星 , 它们质量小 , 内部的核反应也燃烧缓慢 , 可以稳定的燃烧几百亿年 。
地球是由化学元素(不同种类的原子)组成的 , 原子核由质子和中子构成 。如果原子都不能稳定的存在 , 那么地球也就不存在了 。
电子的寿命理论上是无限的 。自由中子本身就不稳定 , 只能存在十几分钟 , 束缚在原子核中的中子才稳定 。质子是质量最轻的重子 , 因此认为质子是稳定的 。可在某些理论中 , 认为质子会发生衰变 。通过日本超级神冈探测器长达十年的观测 , 虽然没有观察到质子衰变的明确迹象 , 但科学家们根据研究估计质子最低寿命下限为1.67×10^34年 , 这比一些理论预言的宇宙寿命还长 。
由此可见 , 如若不被撞击或吞噬 , 地球的寿命将和宇宙的寿命一样长 。宇宙的命运决定着地球的命运 , 宇宙未来怎么发展 , 地球就是什么结局 。
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