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今天的科學(xué)家告訴我們，地球的年齡已經(jīng)有46億年了。這個(gè)結(jié)論是怎么得出來(lái)的呢?怎樣才能科學(xué)地推算地球的年齡呢?

17世紀(jì)到18世紀(jì)期間，有科學(xué)家試圖通過(guò)研究海洋里的鹽度來(lái)推算地球的年齡。他們假定海水最初是淡的，由于河水把鹽沖入海洋才使海水變咸。知道了目前海水的含鹽量和全世界的河流每年能把多少鹽沖人海洋就可以算出海洋的年齡，并進(jìn)一步推算出地球的年齡。因?yàn)楹Ｋ畛跏遣皇堑谋旧砭褪且粋€(gè)末解之謎，河流每年帶入海洋的鹽量也并不一樣，此外地球的形成比海洋的出現(xiàn)早多少年也不得而知。因此這種方法解決不了問(wèn)題。還有一些科學(xué)家想通過(guò)測(cè)量海洋每年的沉積率來(lái)推算地球的年齡。他們認(rèn)為算出海洋每年的沉積率，再測(cè)出海洋沉積物的總厚度，就可以計(jì)算海洋的年齡。然而由于海底是不斷運(yùn)動(dòng)的，海底沉積也隨之時(shí)常在變化，這種方法也站不住腳。

19世紀(jì)，達(dá)爾文提出進(jìn)化論以后，人們發(fā)現(xiàn)了通過(guò)對(duì)生物化石的研究來(lái)確定巖石相對(duì)年齡的方法，但是用這種方法還不能推算出地球本身的絕對(duì)年齡。

到了20世紀(jì)，科學(xué)家們終于找到了測(cè)定地球年齡的最可靠的方法，叫做同位素地質(zhì)測(cè)定法。20世紀(jì)初期，人們發(fā)現(xiàn)地殼中普遍存在微量的放射性元素，它們的原子核中能自動(dòng)放出某些粒子而變成其它元素，這種現(xiàn)象被稱做放射性衰變。在天然條件下，放射性元素衰變的速度不受外界物理化學(xué)條件的影響而始終保持很穩(wěn)定。例如1克鈾經(jīng)過(guò)一年之后有1/74億克衰變?yōu)殂U和氦。在鈾的質(zhì)量不斷減少的情況下，經(jīng)過(guò)約45億年以后，大體就有1/2克衰變?yōu)殂U和氦。利用放射性元素的這一特性，我們選擇含鈾的巖石，測(cè)出其中鈾和鉛的含量，便可以比較準(zhǔn)確地計(jì)算出巖石的年齡。用這種方法推算出地球上最古老的巖石大約為38億年。當(dāng)然這還不是地球的年齡，因?yàn)樵诘貧ば纬芍暗厍蜻€經(jīng)過(guò)一段表面處于熔融狀態(tài)的時(shí)期，科學(xué)家們認(rèn)為加上這段時(shí)期，地球的年齡應(yīng)該是46億年。

1.4地質(zhì)年代

1.4.1地質(zhì)年代的劃分

地質(zhì)年代的劃分是將地球上不同時(shí)期的巖石和地層，按形成的時(shí)間（年齡）先后進(jìn)行的排序。地質(zhì)年代可分為相對(duì)年代和絕對(duì)年齡（或同位素年齡）兩種。

相對(duì)地質(zhì)年代：是指巖石和地層之間的相對(duì)新老關(guān)系和它們的時(shí)代順序。地質(zhì)學(xué)家和古生物學(xué)家根據(jù)地層自然形成的先后順序，將地層分為4宙8代16紀(jì)（表1-1-2）。在各個(gè)不同時(shí)期的地層里，大都保存有古代動(dòng)、植物的標(biāo)準(zhǔn)化石。各類動(dòng)、植物化石出現(xiàn)的早晚是有一定順序的，越是低等的，出現(xiàn)得越早，越是高等的，出現(xiàn)得越晚。

絕對(duì)年齡：是根據(jù)巖石中某種放射性元素及其蛻變產(chǎn)物的含量而計(jì)算出巖石生成后距今的實(shí)際年數(shù)。越是老的巖石、地層距今的年數(shù)越長(zhǎng)。每個(gè)地質(zhì)年代單位應(yīng)為開(kāi)始于距今多少年前，結(jié)束于距今多少年前，這樣便可計(jì)算出共延續(xù)多少年。例如，中生代始于距今2.3億年前，止于6700萬(wàn)年前，延續(xù)1.2億年。

1.4.2地質(zhì)年代單位的命名

按地層的年齡將地球的年齡劃分成一些單位，這樣可便于我們進(jìn)行地球和生命演化的表述。以生物的情況來(lái)劃分，就把整個(gè)46億年劃成4個(gè)大的單元。地球形成初期稱為冥古宙；生命現(xiàn)象開(kāi)始出現(xiàn)，并有原核生物出現(xiàn)稱為太古宙；綠藻及真核生物出現(xiàn)稱為元古宙，而將可看到一定量生命以后的時(shí)代稱做顯生宙。冥古宙、太古宙、元古宙的下限為地球的初期形成階段，其上限年代不是一個(gè)絕對(duì)準(zhǔn)確的數(shù)字，一般說(shuō)來(lái)可推至5.7億年前，也有推至6億年前的。從5.7億或6億年以后到現(xiàn)在就被稱做是顯生宙。

宙下劃分有：古太古代、新太古代、古元古代、中元古代、新元古代、古生代、中生代、新生代8個(gè)代。古太古代、新太古代一般指的是地球形成及化學(xué)進(jìn)化這個(gè)時(shí)期，可以是從46億年前到38億年前或34億年前，這個(gè)數(shù)字之所以有數(shù)以億計(jì)的年數(shù)之差是因?yàn)槲覀兡壳八苷莆盏淖罟爬系纳蛏圹E還有許多的不確定因素。古、中、新元古代緊接在太古代之后，其下限一般定在前寒武紀(jì)生命大爆發(fā)之前，這個(gè)時(shí)期目前在5.7億到6億年前。

太古代和元古代這兩個(gè)名稱是1863由美國(guó)人洛岡命名的，他命名的意思是指生物界太古老和生物界次古老，近年來(lái)地質(zhì)科學(xué)家根據(jù)最新研究成果將太古代二分為古、新太古代，將元古代三分為古、中、新元古代。自寒武紀(jì)后到2.3億年前這段時(shí)間為古生代，這個(gè)名稱由英國(guó)人賽德維克制定，他依照洛岡取了生物界古老的意思，此事發(fā)生在1838年。從2.5億年前到0.65億年前為中生代，從0.65億年后到現(xiàn)在為新生代。這兩個(gè)代均由英國(guó)人費(fèi)利普斯于1841年命名，取意分別為生物界中等古老和生物界接近現(xiàn)代。

代以下的劃分單元為紀(jì)。在中國(guó)，最古老的紀(jì)叫長(zhǎng)城紀(jì)，然后是薊縣紀(jì)、青白口紀(jì)、震旦紀(jì)。震旦紀(jì)，由美籍人葛利普于1922年在中國(guó)命名，葛氏當(dāng)時(shí)活動(dòng)在浙、皖一帶，他按照古代印度人稱呼中國(guó)為日出之地而取了這個(gè)名稱。

1936年賽德維克在英國(guó)西部的威爾士一帶進(jìn)行研究，在羅馬人統(tǒng)治的時(shí)代，北威爾士山曾稱寒武山，因此賽德維克便將這個(gè)時(shí)期稱為寒武紀(jì)。33年以后，另一位英國(guó)地質(zhì)學(xué)家拉普華茲在同一地區(qū)發(fā)現(xiàn)一個(gè)地層，這個(gè)與較早發(fā)現(xiàn)的志留紀(jì)與寒武紀(jì)相比有著諸多不同的地方，它介入上述兩個(gè)層之間，顯然是屬于一個(gè)不同的有代表性的時(shí)期，因此他根據(jù)一個(gè)古代在此居住過(guò)的民族名將這個(gè)時(shí)期稱為奧陶紀(jì)。志留紀(jì)的名稱的產(chǎn)生比寒武紀(jì)和奧陶紀(jì)都要早，大約是在1835年，莫企孫也是在英國(guó)西部一帶進(jìn)行研究，名稱的意思來(lái)源于另一個(gè)威爾士古代當(dāng)?shù)孛褡宓拿Q。莫氏和賽德維克于1839年在德文郡（Devonshire）將一套海成巖石層按地名進(jìn)行了命名，中文翻譯為“泥盆”。石炭這個(gè)名稱的出現(xiàn)可能是最早的，1822年康尼比爾和費(fèi)利普斯在研究英國(guó)地質(zhì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一套穩(wěn)定的含煤炭地層，這是在一個(gè)非常壯觀的造煤時(shí)期形成的，因此因煤炭而得名。二疊紀(jì)這個(gè)名稱是我國(guó)科學(xué)家按形象而翻譯的，最初命名時(shí)是在1841年，由莫企孫根據(jù)當(dāng)?shù)厮幈藸柲分荩ǘ頌趵瓲柹綖醴ǜ咴⑵涿麨楸藸柲芳o(jì)。后來(lái)在德國(guó)發(fā)現(xiàn)這個(gè)時(shí)期的地層明顯為上，在白云質(zhì)灰?guī)r下是紅色巖層，這也是我國(guó)后來(lái)翻譯成二疊紀(jì)的根據(jù)。

中生代為三個(gè)紀(jì)。第一個(gè)是三疊紀(jì)，1834年阿爾別爾特根據(jù)德國(guó)西南部的三套截然不同的地層而命名。在德國(guó)與瑞士交界處有一座侏羅山，1829年前后布朗維爾在這里研究發(fā)現(xiàn)該處有非常明顯的地層特征，因此以山命名。兩年后的1822年，德哈羅烏發(fā)現(xiàn)英吉利海峽兩岸懸崖上露出含有大量鈣質(zhì)的白色沉積物，這恰恰是當(dāng)時(shí)用來(lái)制作粉筆的白堊土，于是便以此命名為白堊紀(jì)。需要指出的是，世界上大多地區(qū)該時(shí)期的地層并不都是白色的，如在我國(guó)就是多為紫紅色的紅層。

1829年德努阿耶在研究法國(guó)某些地區(qū)的地質(zhì)時(shí)按魏爾納的分層方案從第三紀(jì)中又劃分出來(lái)了第四紀(jì)，這樣，新生代便由這兩個(gè)紀(jì)所組成。

紀(jì)下面還有分級(jí)單位，如“世”，一般是將某個(gè)紀(jì)分成幾個(gè)等份，如新生代依次分為古新世、始新世、漸新世、中新世、上新世、更新世、全新世等。

表1-1-2 地質(zhì)年代表

宙

代

紀(jì)

世

年代開(kāi)始（百萬(wàn)年）

主要事件

顯生宙

新生代

第