地球還能存在多久事物的壽命 地球形成距今已有多少年

一個人的正常壽命最多100多年 , 而人類已經在地球上繁衍了幾百萬年 , 地球誕生至今也有45億年的歷史了 。鉆石恒久遠、一顆永流傳 , 其實世界上并不存在永恒 , 最終都會淹沒在時間的長河中 。斗轉星移 , 地球母親的生命又有多長呢?
事物的壽命
說到這兒 , 可能有些人覺得 , 壽命有什么好講的 。確實 , 對于人一個人來說 , 人的壽命就是從出生到死亡所經歷的這段時間 。單個生命體從誕生到死亡 , 這一整個周期就是生物的壽命 。
不管是有生命的物體還是無生命的物體 , 它們都是由實實在在的物質構成的 , 而生命體也是由非生命物質構成的 。對于非生命體 , 顯然 , 我們需要重新思索壽命這個概念 。比如一個玻璃杯 , 從制造成型 , 再到支離破碎 , 這便是我們認為的一個玻璃杯的一生 。對于地球而言 , 地球從誕生到毀滅 , 這便是它的一生 , 所經歷的時間便是壽命 。誕生和毀滅 , 其實是物質從一種存在狀態轉變成了另一種狀態 。這么看來 , 事物的壽命就是其在某一變化階段所經歷的時間 。

地球還能存在多久事物的壽命 地球形成距今已有多少年

文章插圖

地球年齡的測定
科學界的主流觀點認為 , 地球和太陽都起源于同一片星云 。由于星云(主要由氫和氦組成)的密度分布并不平均 , 在萬有引力的作用下 , 物質逐漸向密度高的地方匯聚 , 并開始旋轉起來 , 為恒星的形成做準備 。原恒星中心的壓力和溫度逐漸升高 , 當達到氫熱核反應的臨界溫度(大約1500萬攝氏度)以上時 , 核反應爐就被點燃了 , 一顆恒星就正式誕生了 。不過 , 此時地球還并未成形 , 太陽周圍還是一片混沌 , 大約上千萬年后 , 地球等八大行星才正式登場 。

地球還能存在多久事物的壽命 地球形成距今已有多少年

文章插圖

地球的年齡大約45億年 , 那這是怎么得出來的呢?
其實 , 很早之前人們就相信地球存在一個起源時間 , 但究竟是多少 , 一直沒有人弄得清楚 。19世紀 , 開爾文通過熱力學方式估算了地球的壽命 , 由于當時沒有考慮到地球內部的放射性物質衰變所釋放的熱量 , 他當時估算出的地球壽命最多才4億年 。
1896年貝克勒爾發現鈾礦具有放射性 , 此后居里夫婦又發現了放射性元素鐳和釙 , 并對原子核的放射性現象進行了深入的研究 。放射性就是一種不穩定的原子核通過放射出某種射線(阿爾法射線、貝塔射線、伽馬射線等)而衰變成穩定的原子核的一種現象 , 原子序數(質子數)大于或等于83的元素都具有放射性 。此后 , 科學家們又陸陸續續發現了很多放射性核素 。核素就是具有一定質子數和中子數的一類原子 , 一種元素通常包含好幾種核素 , 這幾種核素之間互為同位素 。比如氫元素就包含氕、氘、氚三種核素 , 它們之間質子數相同 , 中子數不同 , 即原子質量不同 。統計數據表明 , 宇宙中存在100多種元素 , 大約包含2600多種核素 , 其中約有2300種核素都具有放射性 , 穩定核素只有280余種 。

地球還能存在多久事物的壽命 地球形成距今已有多少年

文章插圖

上圖為部分放射性核素的半衰期 。
放射性的發現為人類精確測量地球的年齡奠定了基礎 。科學家們發現 , 放射性核素的半衰期很穩定 , 一般不會受到周圍環境(比如壓力或者溫度等)的影響 。不同放射性核素的半衰期不同 , 有的短至數秒 , 有的長達幾十億年 。不同核素在宇宙中的豐度不一樣 , 我們只需要測出巖石中放射性核素的衰變情況 , 通過分析樣本中不同核素的相對含量 , 就可以估算出該巖石的形成年齡 。如果我們能找到地球誕生之初形成的巖石 , 那么我們就能測出地球的年齡 。雖然在地球表面已經很難找到古老的巖石 , 不過由于太陽系內的小行星和地球都誕生于同一片星云 , 我們可以測量墜落到地球表面的小行星隕石的年齡 , 這同樣可以估算出地球的年齡 。

地球還能存在多久事物的壽命 地球形成距今已有多少年

文章插圖

根據被測物的不同 , 需要使用不同的放射性測年方法 。在考古學中 , 最常見的是碳14測年法 , 主要適用于測量距今5萬年之內的有機物 。在地質學中 , 鈾鉛測年法是最常用的測年方法之一 , 這種方法所能測量的時間范圍大約在100萬~45億年之間 。1956年 , 美國地質學家克萊爾·帕特森通過改進后的鈾鉛測年法(這種改進后的方法也被稱之為鉛鉛測年法)測量了美國亞利桑那州代亞布羅峽谷隕石中鉛的同位素的含量 , 得出地球的年齡為45.5億年 。而目前最精確的地球年齡為45.4億年 。

地球還能存在多久事物的壽命 地球形成距今已有多少年

文章插圖

地球還能存在多久?
地球是一顆行星 , 它已經存在了45.4億年之久 。地球還剩下多少日子呢?這得從多方面進行考慮 。
人類對地球的影響很小 , 就算全世界的核武器爆炸 , 對地球母親來說也只是撓癢癢 。即使人類文明滅絕了 , 地球依然好好的 。要想使地球毀滅 , 就得來一次猛烈的撞擊 , 使地球粉身碎骨 , 不過目前在太陽系中并不存在這種條件 , 普通的小行星對地球造成不了多大的傷害 。

地球還能存在多久事物的壽命 地球形成距今已有多少年

文章插圖

放在整個宇宙中來說 , 對地球影響最大的、最直接的就是太陽 。地球受太陽引力的束縛繞著太陽轉 , 地球上的生命沐浴著陽光 。如果哪一天太陽出現了問題 , 地球也會受到波及 。地球的命運和太陽的命運是綁定在一起的 。
太陽是一顆恒星 , 年齡為45.7億年 , 質量中等偏下 , 在赫羅圖中位于主序星帶 , 是一顆黃矮星 。黃矮星的壽命比較長 , 像太陽的壽命就高達100億年 , 也就是說太陽還可以燃燒50多億年 。太陽內部的氫用盡之后 , 將會膨脹成為一顆紅巨星 。紅巨星的體積極其巨大 , 到時候地球會被太陽的熱浪吞噬 , 地球表面的溫度將高達上千攝氏度 。隨著一聲爆炸 , 太陽最終將會成為一顆白矮星 , 在這個過程中 , 地球還將繼續圍繞這顆白矮星運轉 。由于新生的白矮星的質量比太陽的質量小 , 地球的運轉軌道將會更遠 。
【地球還能存在多久事物的壽命 地球形成距今已有多少年】
地球還能存在多久事物的壽命 地球形成距今已有多少年

文章插圖

如上圖所示 , 當太陽變成紅巨星 , 從地球上所看到的太陽 。
上面有考慮地球所處的環境 , 如果忽略這些因素 , 將地球看作一個孤立的體系 , 地球還能存在多久?
其實在銀河系中就存在一類不繞任何恒星運轉的行星 , 可以將它們稱之為流浪行星 。這樣的行星環境就可以看作一個孤立的體系 。對于一個孤立體系 , 其內部的熵(混亂度)一直在增加 , 這意味著地球最終會走向死寂 。即使沒有太陽的影響 , 地球也終將走向衰老死亡 , 不過地球并不會自行爆炸解體 。

地球還能存在多久事物的壽命 地球形成距今已有多少年

文章插圖

不管是行星還是恒星 , 都是由化學元素構成的 。放射性元素都會發生衰變 , 穩定元素中不穩定的同位素也會發生衰變 。而行星內部的高溫除了誕生之時的余溫 , 大部分都源于放射性元素衰變產生的熱量 。隨著時間的推移 , 最終地球內部將逐漸冷卻 , 地殼活動也會消失 , 一切都歸于平靜 。如果地球不被宇宙中某些天體(比如黑洞)吞噬 , 那么地球還將會存在很長時間 , 比目前宇宙的年齡還長 。在宇宙中 , 某些恒星的年齡就高達130億年 , 它們是第1批紅矮星 , 誕生于大爆炸之后不久 。紅矮星的質量比太陽小許多 , 銀河系中75%的恒星都是紅矮星 , 它們質量小 , 內部的核反應也燃燒緩慢 , 可以穩定的燃燒幾百億年 。
地球是由化學元素(不同種類的原子)組成的 , 原子核由質子和中子構成 。如果原子都不能穩定的存在 , 那么地球也就不存在了 。
電子的壽命理論上是無限的 。自由中子本身就不穩定 , 只能存在十幾分鐘 , 束縛在原子核中的中子才穩定 。質子是質量最輕的重子 , 因此認為質子是穩定的 。可在某些理論中 , 認為質子會發生衰變 。通過日本超級神岡探測器長達十年的觀測 , 雖然沒有觀察到質子衰變的明確跡象 , 但科學家們根據研究估計質子最低壽命下限為1.67×10^34年 , 這比一些理論預言的宇宙壽命還長 。
由此可見 , 如若不被撞擊或吞噬 , 地球的壽命將和宇宙的壽命一樣長 。宇宙的命運決定著地球的命運 , 宇宙未來怎么發展 , 地球就是什么結局 。

地球還能存在多久事物的壽命 地球形成距今已有多少年

文章插圖