地球的年龄  (2)

　　可是，到了19世纪中叶，天文学上的一些问题突然变得复杂
起来。例如，能量守恒定律提出了一个与太阳有关的有趣的问题。
太阳不断喷出大量的能量，而且有史以来一直如此。假若地球存
在了无数世纪，那么太阳的这些能量是从哪里来的呢？它不可能
来自人们通常熟悉的能源。假如太阳一开始就是在氧的大气中燃
烧的煤块，那么，按照它释放能量的速率来计算，在2500年中就
会全部变成二氧化碳。
　　德国物理学家亥姆霍兹是提出能量守恒定律的科学家之一，
对太阳特别感兴趣。1854年，他指出，假如太阳正在收缩，它的
质量在向重心下落的过程中会得到能量，就像石块下落时得到能
量一样。这种能量可以转变为辐射。亥姆霍兹计算出，太阳只要
缩小1/10000的半径，就能够给它提供2000年释放的能量。
　　后来被称为开尔文勋爵的英国物理学家W.汤姆孙对此做了更
多的研究，并据以推断地球的年龄不可能超过5000万年，因为根
据太阳消耗能量的速率来看，太阳要缩小到今天这样大，最初一
定会和地球公转轨道一样庞大。（这个假设当然也意味着，金星
一定比地球年轻，而水星更年轻。）W.汤姆孙进而估计，假如地
球本身开始时是一团熔融的物质，那么，冷却到现在的温度所需
的时间，也就是它的年龄，大约是2000万年。
　　到19世纪90年代，对立的双方拉开了阵势。物理学家似乎已
肯定地证明，地球以固态存在绝不会超过几百万年，而地质学家
及生物学家似乎也同样肯定地证明，地球以固态存在必定超过10
亿年。
　　之后，一些完全没有预料到的新发现瓦解了物理学家的阵垒。
　　1896年，放射性的发现使问题得到了澄清，地球的铀元素和
其他放射性物质会释放出大量的能量，并且已经进行了很长的时
间。正如1904年新西兰出生的英国物理学家卢瑟福在一次演讲中
首先指出的，这个发现使W.汤姆孙的计算变得毫无意义。已经上
了年纪的W.汤姆孙本人也听了这次演讲，并表示不同意卢瑟福的
观点。
　　如果不把放射性物质不断提供给热量这一事实考虑在内，而
试图确定地球冷却的时间，那是没意义的。有了这个新的因素，
地球从一团熔融的物质冷却到现在的温度，可能所需要的时间就
不是几百万年，而是几十亿年了。地球甚至可能因放射性物质供
给热量而愈来愈热。
　　实际上，放射性本身终于给地球的年龄提供了最可靠的证据
（使用的方法将在后面第六章中叙述），因为它可以使地质学家
及地球化学家直接从岩石中铀和铅的含量计算出岩石的年龄，利
用放射性时钟，现在已经知道，地球上的某些岩石年龄超过了30
亿年，而且有充分的理由认为，地球的年龄要比岩石的年龄大。
地球以目前的固态形式存在的年龄为46亿年，这个年龄现在是可
以为人们接受的。从我们的近邻月球上带回来的一些岩石，证明
月球差不多也是同样的年龄。