用科学方法研究地球年龄的英国科学家

用科学方法研究地球年龄的英国科学家是哈雷。

中国古人推测推测地球年龄为三百二十六万七千年。17世纪英国的乌舍尔主教按《圣经》的记载推算出，地球是上帝在公元前4004年时创造的。最早尝试用科学方法探究地球年龄的是英国物理学家哈雷（就是那个发现哈雷彗星的埃德蒙·哈雷）。他提出，研究大洋盐度的起源，可能提供解决地球年龄问题的依据。

1854年，德国伟大的科学家赫尔姆霍茨根据他对太阳能量的估算，认为地球的年龄不超过2500万年。这些数字远远小于地球的实际年龄，但作为早期尝试还是有益的。但直到19世纪，随着地质学的发展，人类才对地球的年龄有了科学的估计。开尔文的估算真正首次利用物理学方法，来计算地球年龄的。

是大名鼎鼎的开尔文爵士（1824~1907年）——热力学温标的创立者、热力学第二定律的提出者。在1862年，著名物理学家开尔文估算出了地球的年龄。开尔文假设地球是从一种完全熔融的状态开始的。炼钢厂数据告诉他，岩石的热化温度大约4140K。然后他根据岩石的传热系数和热辐射定律，通过估算地表温度的冷却时间，就能知道地球形成于何时。

他算出熔融岩石冷却成现今的地球，大概需要9800万年的时间。作为一名有着极高地位的物理学家，开尔文爵士没有武断地公布他计算出来的地球年龄。他经过反计算与修正后，在论文中给出这样的结论：我们有很大概率地说，地球年龄应该在2000万~4亿年之间。不过，开尔文爵士还是大幅低估了地球的年龄。

这结果和地球的实际年龄还是相差了十多倍，但是相比于以往的圣经推算、历法推算、神话传说等，还是有了极大的进步。开尔文的冷却模型，有着致命缺点：一个是他把目前的地球，假想成均匀的坚硬球体，实际上地球中心是高温熔岩；二是他只考虑纯热力学问题，没有考虑到地球内部的另一大热量来源——放射性热量，实际上地球内部元素的衰变。

给地球内部提供了大量能量。根据目前的估计，在地球内部的热量来源中，放射性热量和原始热量各占一半。另外，地球内部还存在热对流的现象，这也能够让地球温度的下降速度远低于开尔文的预估。直到19世纪末20世纪初，居里夫妇发现了钋和镭两种放射性元素之后，地质学家意识到此前人们都低估了地球的年龄。

放射性定年法1896年，法国科学家柏克勒尔发现了天然放射性元素铀。20世纪初期，科学家又发现地壳中普遍存在微量的放射性元素。科学家进一步发现，放射性元素的半衰期非常稳定，不受外界的温度和压力的影响。因为这是由原子核自身结构所决定的。这样，根据放射性元素的衰变速度就可以比较准确的测定岩石的具体年龄。

例如，一克铀（U235）经过一年将有1/74亿克衰变为铅和氦，按一定的要求进行岩石采样，并用专门仪器测定岩石中放射性元素铀（U235）和铅（Pb237）的比值，就能计算出岩石的年龄。这就是同位素地质测定法，是目前测定地球年龄的最可靠的方法。剩下的任务就是寻找到一种与地球同龄并且初始铅含量为0的材料。

刚好锆石满足了这个要求！迄今为止，科学家发现的最古老锆石可以追溯到44亿年前，这意味着地球的年龄至少有44亿年。不过，锆石并非地球上最古老的物体。因为地球形成时是熔融状态，锆石是在地球冷却一段时间之后才形成的，所以地球的实际年龄肯定会超过44亿年。

成就：

哈雷最广为人知的贡献就是他对一颗彗星的准确预言。哈雷在整理彗星观测记录的过程中，发现1682年出现的一颗彗星的轨道根数，与1607年开普勒观测的和1531年阿皮延观测的彗星轨道根数相近，出现的时间间隔都是75或76年。哈雷的计算，预测这颗彗星将于1835年和1910年回来，结果，这颗彗星都如期而至。

这颗彗星就是今天几乎人人皆知的“哈雷彗星”。彗星的神秘性随之被打破。