科学家是如何知道岩石年龄的

作者&投稿:符萧 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
平凡的岩石充斥着我们日常的视野,这些岩石的年龄是怎么被揭示出来的呢?
地质学家在很长一段时间内,都只能确定不同岩石之间的相对新老关系,而无法精确得知它们的具体年龄——当时采用的研究方法被称为相对地质年代学。相对地质年代学主要依靠地层、岩石、古生物和古地磁等研究手段。依据地层层序、沉积构造等特征,辨别哪些岩层形成较早,哪些形成较晚;不同的地层中,保存的生物化石不一样,根据生物的演化顺序,可以辨别地层沉积的先后顺序;同一时期全球的生物具有相似性,因此可以对比全球的地层;一些具有特殊岩石或矿产的岩层,可作为确定相对地质年代的标志,比如条带状磁铁石英岩只形成于18亿年前和距今8亿~7亿年之间;地球磁场改变的顺序也可以用在测定相对地质年代上。
相对地质年代学无法得知岩石的精确年龄,因而有着不可忽视的局限性。而且,地层和生物化石的方法主要针对沉积岩,可另两大类岩石——火成岩和变质岩大多不是以地层形式产出,要确定它们的相对新老便显得困难多了。一直到20世纪初,当相对地质年代学走到了这样的瓶颈期时,物理学的大突破为地质学带来了新的曙光——绝对地质年代学诞生了。
绝对地质年代学本质上就是放射性同位素年代学。同位素是指同一元素原子核内质子数相同而中子数不同的一类原子,它们在元素周期表中共同占据一个位置。有的同位素不稳定,能够自发地放射出各种射线,被称为放射性同位素。在射出各种射线的同时,这些同位素衰变成其他同位素,例如钾衰变成氩。所有的放射性同位素都遵循一个定律:衰变前的放射性同位素转变为新同位素的速率,只和原来的原子数目成正比。更直观地说,某种放射性元素的原子核发生衰变,无论有多少原子,只要衰变到只剩一半数量,所需要的时间是不变的。
岩石和矿物中含有的化学元素中就存在着微量的放射性同位素,如果知道了样品中某种放射性同位素及其衰变产生的新同位素的含量,根据它们的比例和已知的半衰期时间,就相当于看到了“同位素时钟”显示的时间,可借此精确计算出岩石形成的年龄。原理看似简单,但是有一个基本前提要保证——在漫长的地质历史时期,岩石、矿物中的该同位素只通过衰变自然变化,而没有任何丢失和加入。换句话说,地质学家必须在岩石中找到一个封闭性非常好的“盒子”,来确保里面的放射性同位素在漫长的历史时期不受任何外界影响。经过多年的试验研究,科学家找到了一些封闭性好的矿物,它们能够很好地保存岩石中的放射性同位素信息,又大量存在于各个时期形成的岩浆岩和变质岩中,比如锆石、独居石、黑云母等。
目前,地学家测定岩石年龄经常使用的同位素衰变体系有铀—钍—铅、钐—钕、铷—锶、钾—氩和碳-14等。不同的放射性同位素衰变的时间常数有长有短,比如铀—钍衰变体系的半衰期很长,适合用来测定有数亿年历史的古老岩石;碳-14的半衰期只有5000多年,就被用来测定比较年轻的岩石的年龄。因此,科学家可以选择合适的矿物,利用合理的同位素衰变体系给各式各样的岩石测定年龄。

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科学家是通过什么知道岩石年龄的?
答:科学家他其实是利用碳-14衰变来判断古代化石的年代,宇宙射线中的中子与大气中大量稳定的氮-14核素与N(n,p)C反应,N(n,p)C可产生碳-14,碳-14将经历 β 衰变为半衰期T = 5730的氮-14,从而构建核素平衡。由碳-14和氧反应产生的二氧化碳被生物圈接收,活生物体中碳-14和碳-1...

如何确定岩石的年龄?
答:2、同位素年龄(绝对年龄)的测定 (1)铷-锶法、铀(钍)-铅法:主要用于测定较古老岩石的年龄;(2)钾-氩法:有效范围大,几乎可以适用于绝大部分地质时间,而且钾是常见元素,许多矿物中都富含钾,因而使钾-氩法的测定难度降低、精确度提高,所以钾-氩法应用最为广泛;(3)14C法:由于其同位素半...

岩石的年龄是怎么测定的?
答:测定岩石年龄的仪器 早在1911年,年仅21岁的英国地质学家A·霍尔梅斯就提出了用矿物中铀—铅同位索的比值来测定地层年龄的设想。1937年,经过20多年的工作,他发表了世界上第一份具有数字年龄的地质年代表。第二次世界大战结束后,欧美各国以及原苏联的地质学者加强了同位素地质年龄的研究力度。进入20世...

科学家说月球上的岩石40多亿年,他是怎么知道的呢?石头寿命怎么算?
答:同位素年龄测定。1896年,贝克勒尔(A.H. Becquerel)观察了含铀矿物(如沥青铀矿)能使封闭的照相底片感光,这是X射线产生的作用。随后证明了铀能自然衰变,它以粒子和电磁辐射的形式放出能量(即放射性)。后来放射性衰变成为地质学家确定地球及岩石形成时代的重要手段。基本原理是:假设岩石形成时,含有...

常见的岩石测年法
答:地质学家们在采集样品时先记录其方向,再在实验室里测量样品的剩磁方向,就可以知道该岩石样本在形成或沉积时地球磁场的极性。最后再将这个信息放在已经建立好的地球磁极变化 历史 框架内,就可以知道该样本的大致年代了。第四,光释光测年法。自然界的大部分晶体里肯定都会有杂质和缺陷,这些杂质和缺陷会...

为什么科学家能知道岩石的年龄?
答:比如,科学家曾经发现,澳大利亚西部杰克山的一些岩石可能有44亿年的 历史 ,而地球上最古老的陨石甚至超过45亿年。这为推测地球年龄提供了有力的依据。科学家就是用最老的岩石中的放射性元素的同位素来确定的。因为科学家干的就是这行 也许天知地知反正我们不知 ...

你知道科学家是怎样测定岩石中其他物质来证实地球岁数的吗?_百度知 ...
答:同位素 具有放射性,其半衰期是一定的,在岩石中的背景含量也是一定的。通过测定岩石中放射性元素的含量可以推算岩石的年龄,从而推测地球的年龄。古生物生活的年代也是通过测定其化石中同位素(一般为碳同位素碳14)来推测的。

对于那些考古学家来说,他们怎样检察某一样东西距今有多少年呢?_百度知 ...
答:同位素年龄测定 1896年,贝克勒尔(A.H. Becquerel)观察了含铀矿物(如沥青铀矿)能使封闭的照相底片感光,这是X射线产生的作用。随后证明了铀能自然衰变,它以粒子和电磁辐射的形式放出能量(即放射性)。后来放射性衰变成为地质学家确定地球及岩石形成时代的重要手段。有些同位素是不稳定的,随时间将...

为什么用锆石来计算地球最古老岩石的年龄
答:在其他人都放弃的时候,只有英国地质学家霍姆斯(1890-1965)坚持了下来。早在1911年霍姆斯还是一名本科生时,就开始用铀-铅法测定岩石的年龄,并测出最古老岩石的年龄是16亿年。此后,随着对放射性现象、放射性同位素的研究的深入,霍姆斯一直在改进其测量结果。但是直到进入20年代,霍姆斯的工作才逐渐受到...

岩石年龄是如何鉴定的?五岳都多大年龄了?通过什么鉴定的?
答:所以通过准确地测定岩石、矿物中放射性同位素母体和子体的含量就可以根据放射性衰变定律计算出该岩石、矿物的地质年龄。这种年龄测定称做同位素计时或放射性计时。计时的基本原理就是天然放射性同位素的衰变规律。①进行“同位素地质年龄”测定的岩石必须尽可能地“新鲜”在有蚀变的岩石内氩易丢失所以测出的...