大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于地球最古老的岩石的问题,于是小编就整理了1个相关介绍地球最古老的岩石的解答,让我们一起看看吧。
为什么科学家能知道岩石的年龄?
我们生活的地球已经有近46亿年的历史啦,我们是如何确定地球的年龄的呢?
图注:地球有着漫长的历史,图片来自网络
科学家发现岩石中的发射性同位素会以恒定不变的速率衰变为非放射性的子体同位素,这个衰变过程中放射性同位素的原子核半数发生衰变所需要的时间就是半衰期,半衰期就可以用来测年。举个例子,假如一种放射性元素的半衰期为一小时,那么一个小时之后其原子核还剩下原来的二分之一,两个小时候为四分之一,以此类推,就可以根据半衰期的长度测定岩石形成时的时间啦。
利用放射性同位素测定法,科学家能够获得岩石的绝对年龄值,但是这要求选取的岩石样本不得出现后期的热变质作用等影响。利用岩石中放射性同位素测定年代的方法就是放射性年代测定法(Radioactive geochronologicdating method)。
目前常用的同位素年龄测定法包括有铀—钍—铅法、铷锶法以及钾氩法,使用同位素年龄测定法能够确定岩石的年龄,目前科学家已经测定出的最古老的岩石来自加拿大的Acasta Gneiss,已经有42亿年的历史啦。
图注:加拿大的Acasta Gneiss,图片来自网络
图注:我们计算年龄最古老的岩石达到了42.8亿岁,图片来自网络
说到年龄,大家一般想到的都是各种动物或者是人类,从诞生以来到死亡的时间,对于他们的年龄我们很好理解,就像是人力,通常是以时间来衡量自己的年龄,不过对于一些事物的年龄则没有那么好的理解了,就像是一些古董之类的,有一些专业的人士能够预测出古董的年龄,但普通人是难以看出来的,那么大自然中的岩石是不是也是存在着年龄问题?
岩石是一种很普遍的存在,不论生活在什么地方,都经常可以看到这些东西,平时我们对于岩石感觉都是司空见惯的,然而岩石也是有年龄岩石,是古代地球历史的记录者,是活化石,是研究地球起源演化以及人类的起源演化过程,对于我们人类了解自身,了解生活,甚至是了解地球都很有帮助。
在研究过程中,科学家发现其实地质的时间是有顺序的,但是我们现在研究地质是需要一个时间表,来描述某个地质时间发生了什么事情,也就是通俗意义说的地质年代表,所以科学家认为有必要对岩石的年龄进行相关的研究。
现在我们所观测到的地球表面岩石可以分为三大类,按照形成时间主要是岩浆岩以及沉积岩还有就是变质岩。每一种岩石都代表着一个时间段,下面具体的来分析一下:
岩浆岩指的是地球形成的初期,在地球的核心产生大量的热能,而这些热能慢慢的溢出地球的表面,地球上的岩浆遍地都是,等到这些岩浆冷却之后就形成了岩浆岩,岩浆岩的年龄指的是岩浆岩形成后距离现在的时间。
沉积岩则是由于水流或者是风化的侵蚀作用形成的,这些外力作用会导致此前形成的岩浆岩或者是变质岩被沉积到低洼处,像是海底,经过漫长的岁月之后,逐渐就形成了岩石,沉积岩的年龄指的是从形成岩石的时候到现在的时间。
变质岩,主要是由于有变质作用形成的,这种变质作用主要是分为接触变质作用和动力变质作用,接触变质,作用指的是滚烫的岩浆流入冷的岩石后在表面发生变质作用而形成的岩石。至于动力变质作用指的是构造运动中产生压力作用下形成的。变质岩的年龄是由变质岩形成到现在的时间。
那么对于这些不同岩石的年龄,科学家究竟是怎么推算的呢?其实岩石的年龄实际上是指岩石所含矿物质中放射性同位素封闭的年龄,简单来说就是从矿物质内的放射性同位素和其衰变产物与外界再没有任何的交流开始。
要研究岩石的年龄,计算方法其实是一个很简单的公式,在这个公式中存在着一种气体,矿物质中所有的Ar都是放射衰变产生的,一般现在计算岩石的年龄基本上都是使用U-Pb法,在这种方法中,我们要如何确定矿物中的pb都是来自于衰变呢?这就需要选择一种晶体叫做锆石,这种晶体其在生长的过程中富集了U而同时排斥pb矿
锆石还有一个优点,比较稳定,封闭温度大约是在900度,这就保证了锆石的密闭性非常好,U-Pb的衰变其实自带相对封闭性的校验,不过锆石封闭温度比较高也出现了一个问题就是锆石在岩浆中有可能不完全融化,在下一次岩石的形成中形成结晶核,而这个过程会重复多次就形成了观测到的典型同心环形带。
对于岩浆岩来说,锆石最外层的同位素年龄就是这块牙石生成的绝对年龄,现在,随着新方法的引进和科学技术的不断发展,这种探测技术精确度越来越高。以此种方法可以加分别地变质岩和沉积岩进行了岩石年龄的计算。
其实除了这种方法之外,推测其年龄的方法还有很多,像是古地磁年代测定法,还有年轮年代测定,热发光年代测定,其中我们比较熟悉的一种就是年轮年代,因为树木就是有年轮的,人们根据年轮的数目可以推断出树的年龄,同样的岩石也是这个道理,不过岩石的年龄差异非常大,有很多的岩石比人类出现的时间还要久,而有的岩石在比较年轻。
对于岩石的年龄,以上这些说法都是绝对年龄,但是在我们日常的地质勘探之中还有一种相对年龄,这种相对年龄就是基于非绝对年龄建立的,现在已经非常成熟可以为国际地质年代表发挥重要作用。
说起测定岩石的年龄,还得益于元素放射性的发现。放射性元素有一个特性,对每一种放射性元素而言,半数原子核发生衰变所需要的时间是特定的,这就是所谓的半衰期。
而且,原子核衰变与半衰期有着密切关系,用公式表示为:N=No*(1/2)^(t/T)。 其中,N为衰变后剩余的原子核数、No为初始时刻原子核数、t为衰变时间、T为半衰期。因此,只要弄清楚N、No以及T,就能计算出衰变时间T。
有些元素的半衰期长达几十亿甚至几百亿年,比如铀衰变成钍,半衰期大约为44.7亿年。通过测量岩石中铀元素衰变的比例,我们就可以较为准确地获知古老岩石的年龄。
科学家正是利用这种方法对岩石的年龄进行测定的。他们发现地球上一些岩石的年龄居然超过四十亿年。
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。
到此,以上就是小编对于地球最古老的岩石的问题就介绍到这了,希望介绍关于地球最古老的岩石的1点解答对大家有用。