繼續回答為什麼通過對隕石而非其自身的岩石進行測年來確定地球的年齡?,我們有哪些證據證明小行星確實與地球同時形成?是否有任何物理證據,還是主要通過模擬得出的結論?
繼續回答為什麼通過對隕石而非其自身的岩石進行測年來確定地球的年齡?,我們有哪些證據證明小行星確實與地球同時形成?是否有任何物理證據,還是主要通過模擬得出的結論?
我們有哪些證據證明小行星確實與地球同時形成?
這取決於您對“同一時間”的定義。太陽系和地球的形成不是在某個特定的時間發生,而是一個連續的過程。它還取決於您定義為“小行星”的含義。
我會嘗試將一些事物整理整齊。
這意味著地球至少存在於約44億年前,因為您需要地球有一個月亮。地球不只是突然存在,而是在一段時間內形成的,其中小行星相互碰撞並積聚成一個更大的天體。
現在的問題是,小行星的年齡是多少?我們不確定,因為它們都已整合到地球中,但是我們可以看看小行星並了解它們的年齡。為此,我們對落在地球上的隕石進行了測年,在某些情況下,這些隕石是通過(甚至更多)碰撞和撞擊從小行星上炸毀的。
當您查看一種稱為軟骨粒的特定類型的隕石時,您會看到稱為 CAI s(鈣鋁夾雜物)的物體。這些物質是由形成於任何行星和小行星之前的太陽星雲中存在的汽化氣體冷凝的固體。這些基本上是在太陽系中形成的第一個固體,它們定義了太陽系的誕生。我們知道它們在一百萬年前形成了4568 (3,4) sup>或4569.5 (5) sup>。
行星體(在本次討論中將是被認為是具有千米大小的卡盤或岩石,能夠融化並分化為地幔和地殼,並增生形成合適的行星)大約在4566.2至4567百萬年前就形成了(sup>(5,6,7) sup> 。我們知道,因為我們可以對我們知道起源於小行星的隕石進行測年。這是在太陽系中第一個固體液滴形成之後的200萬年。現在,雖然200萬對於您的日常通勤來說似乎很長,但對於行星飛行過程來說並不太長(考慮到地球的年齡為4.5-4.4十億年)。
現在有一個時間間隔-4566(小行星和小行星的形成)和4413(月球的形成)之間發生了什麼?我還沒有談論過大約1.5億年。在那段時間裡,地球是逐漸以線性方式增長還是形成得很快?幸運的是,也有答案。根據一些測得的地球化學數據,結果表明,地球的大部分質量實際上是在太陽系形成後約一千萬年內增加的(8)。相當快!因此,直到月球形成為止,地球一直獨自坐在那里大約一億年。至於地球本身是如何形成的,可能只是小天體的合併,大天體的碰撞或完全其他的東西。化學證據和物理模型並不總是一致的,所有這些都備受爭議。
這是一個快速發展的領域,由於更好的分析能力和更好的模型,一直在不斷發現新發現。只要看看下面這些論文的年份。這是最前沿的,也是一個令人興奮的研究領域。我在這裡寫的所有內容可能都不准確,甚至是明顯的錯誤,但這在科學上很有趣。
是否有任何物理證據,還是主要通過模擬得出的結論?
所以這是兩者的結合。您會發現物理證據:來自地球的岩石以及隕石及其礦物的一部分。您可以測量它們的同位素組成,以找到它們的年齡和其他特徵。然後,您可以製作一個模型(或仿真模型),嘗試查看發生什麼變化才能使物理屬性一致。
進一步閱讀:
關於隕石的介紹和太陽系的起源-非常容易讀懂的有趣內容。
1 Valley,JW,Cavosie,AJ,Ushikubo,T.,Reinhard, DA,勞倫斯,DF,拉爾森,DJ,…Spicuzza,MJ(2014)。原子探針層析成像技術證實的後岩漿大洋鋯石的哈德時代。 自然地球科學,7(3),219–223。 doi:10.1038 / ngeo2075 sup>
2 Carlson,R.W.,Borg,L.E.,Gaffney,A.M.,& Boyet,M.(2014)。 Mg-suite的Rb-Sr,Sm-Nd和Lu-Hf同位素系統:月殼的年齡及其與月球形成時間的關係。 哲學交易。系列A,數學,物理和工程科學,372(2024),20130246。doi:10.1098 / rsta.2013.0246 sup>
3 Bouvier,A.,& Wadhwa,M.(2010年)。太陽系的年齡由隕石包裹體中最古老的Pb–Pb年齡重新定義。 自然地球科學,3(9),637–641。 doi:10.1038 / ngeo941 sup>
4 Burkhardt,C.,Kleine,T.,Bourdon,B.,Palme,H.,Zipfel,J.,Friedrich,J.M.,& Ebel,D.S.(2008)。富Ca,Al夾雜物的Hf–W礦物等時線:太陽系的年齡和以小行星表示的岩心形成的時間。 Geochimica et Cosmochimica Acta ,72(24),6177-6197。 doi:10.1016 / j.gca.2008.10.023 sup>
5 Baker,J.,Bizzarro,M.,Wittig,N.,Connelly,J.,& Haack,H (2005)。年齡從4.5662 Gyr的早期行星狀星體開始分化的隕石。 Nature ,436(7054),1127–31。 doi:10.1038 / nature038825 sup>
6 Greenwood,R.C.,Franchi,I.A.,Jambon,A.,& Buchanan,P.C.(2005)。早期太陽系中小行星體上的廣泛的岩漿海洋。 自然,第435(7044)頁,916-8。 doi:10.1038 / nature03612 sup>
7 Amelin,Y.,Kaltenbach,A.,Iizuka,T.,Stirling,CH,Ireland,TR,Petaev,M.,& Jacobsen ,SB(2010)。太陽系最古老的固體的U–Pb年表,變量238U / 235U。 地球與行星科學快報,300(3-4),343–350。 doi:10.1016 / j.epsl.2010.10.015 sup>
8 Rudge,J.F.,Kleine,T.,& Bourdon,B.(2010)。受地球化學模型限制,地球的吸積和岩芯形成有廣闊的界限。 自然地球科學,3(6),439–443。 doi:10.1038 / ngeo872 sup>
T-Tauri恆星的形成意味著原行星盤末端的開始,從中可以形成行星和小行星。當那顆恆星點燃時,結局已近。巨大的太陽風和太陽輻射壓力將磁盤上的所有小物體清除乾淨。一些螺旋形向內,一些螺旋形向外。沒有灰塵和氣體可以形成新的行星和小行星。所有可以做的事情就是清理掉逃脫了太陽風和輻射壓力的不太小的物體。
地球4.55Ga的年齡實際上是基於鐵-鎳隕石的“硬物質”日期,使用放射性同位素測年法進行了測年。
如果您有足夠的隕石樣品,應該有可能鑑定出具有不同年齡同位素的同位素。例如,繪製時,其鉛同位素比將具有不同的梯度。我們看不到。
太陽系中絕大多數天體以類似的方式(與太陽旋轉的方向相同)運行的事實是觀測證據,它們是在相同的過程中大約同時形成的。由我們的太陽系在時空中的引力足跡捕獲的流氓行星/原行星/小行星將有50/50的機會向同一方向發展軌道。如果那是一個逆行軌道,它的生存機會將大大減少。想想一個NASCAR駕駛員決定朝錯誤的方向比賽。
我當然不是在說軌道力學中不會發生奇怪的事情,而我們的太陽系已經從它的平靜下來了很多。在災難性混亂的早期,目前越來越多的科學家認為,海王星和天王星交換了軌道路徑,這是由於木星和土星產生的諧波引力拖曳以及太陽系逆行的系外行星( WASP-17b)是被其太陽系捕獲的流氓行星,或者是它的軌道由於與另一個物體的近碰撞而被翻轉成逆太陽旋轉方向。
也許需要稍稍退後一步以獲得更大的觀點。請在邁克爾提供的答案中註意這一行-“這可能是完全錯誤的。”
該問題揭示了一些明顯的假設:1。我們知道地球是如何形成的2。我們知道地球是何時形成的。太空中的塵土或岩石本身不可能完全積聚形成像地球這樣的物體。即使是基礎物理學也不同意這一點。模擬必須忽略這一基本事實,而要引入軟糖因素,以使岩石和灰塵在發生碰撞時“粘在一起”。您只需要出去嘗試使岩石相互撞擊時粘在一起-親自確認它是否會在抵抗飛散的空間中起作用,即使它允許放射性物質產生奇蹟般的熱沉粘在一起,立即產生另一個問題:由於熱量而將水排除在外。地球上所有的水都無法從外太空到達這裡。為什麼水只會以這樣的方式撞擊地球[首先是從哪裡來的]火星,金星和月球沒有任何水上轟擊的證據?
然後是一個人如何衡量事物年齡的問題?
不幸的是,年齡不是我們可以直接測量的物理性質,例如長度,體積,密度等。
為了知道何時存在任何事物的年齡它誕生了,然後有某種方式可以為其分配某種時間流逝的度量。簡而言之,年齡是一種抽象的構造,無法通過物理方式進行測量。
可以測量的是放射性物質母子產物中原子數的比例。但是確定了這個比例並應用衰減率來確定年齡並不能得出真實的年齡。您是否曾經找到過校準記錄來確認放射性方法確實能夠提供正確的年齡?是否有人目睹並記錄了基本放射性岩石的生成,然後使用放射性衰變方法跟踪其年齡?在我看來,這還沒有完成,實際上,在聖海倫火山噴發中對新創建的玄武岩進行了一些測量的情況下,產生的年齡顯然是不正確的。它可以產生的最佳年齡是基於一些非常可疑的假設。
由於我們不了解地球的歷史,因此需要對地球的創建做出一些假設。我們需要某種形式的“時鐘”,通過它我們可以測量地球的年齡。該時鐘必須獨立於地球本身,因此,為什麼人們使用流星體,前提是它必須至少與地球本身一樣古老。
主要問題是我們需要知道時鐘開始計時的時間,而我們沒有任何方法可以確定這種情況的客觀方法。這就是問題所在。
即使您假設放射性衰變以恆定速率發生[我們現在已經不再了解],您仍然必須對數量進行假設參與。但是其中存在另一個問題-您不知道原始材料的起源和歷史-IT在開始放射之前已經存在了多長時間?可以無限期進行下去。
因此,儘管邁克爾提供了高度“科學”的答案,但事實是,如果不對宇宙的起源做出一些高度形而上的假設,就無法確定地球的年齡。關於整個宇宙是如何形成的,您必須做出一些可疑的,沒有根據的假設。儘管使用了當今宇宙學中最新,最先進的技術,但仍無法科學地確定。我們根本就不在那。我們沒有目擊者的陳述。我們沒有記錄。我們能做的最好的就是假設起點。
您可能不喜歡這個答案。您甚至可能對看到它感到生氣,但不幸的是,您不能阻止它的有效性。