悖论:地球比太阳还要古老?!(1 / 1)

如果“地外文明假说”是真的,那么,显然我们对火星历史的某些理解是不正确的。看来我们应该以此为切入点。

确定一颗行星的历史,需要从判断行星的年龄开始,然后推算该行星历史上各种事件的时间。弄清行星历史上曾发生的各种事件有许多种方法。首先是根据地层沉积岩及其内部所含化石的情况测年,然后用放射性同位素测定火山岩年龄的方法进行验证。

然而因为在地球上有生命存在,所以另一种测年技术应运而生。地球上的淤泥或熔岩层中的化石与死亡的有机体都存在联系,不同地区的动植物化石在不同地层中都按照特定的顺序排列。这些顺序成为确定现代地质学的“年代”“时期”“时代”的依据。

在此基础上,古生物学及其地质学应用——古生物地质学产生了。

如我解释过的那样,迄今为止,地层的年龄测定都是相对的。我们现在没有办法确认,这些“地质记录”所体现的地质活动及其带来的古生物地质学影响是否都出现在《圣经》记载的“六千年前”,或者更晚。但是,有的地质学家怀疑,距地面数英里深的沉积地层的年龄至少要比尤色大主教提出的所谓公元前4004年早一些。问题在于如何用科学来证明它。

詹姆斯·赫顿在1875年首次提出了“均变原则”,通过理解整个自然周期的循环过程以推知过去。例如,你可以估计某一次暴雨过后被冲刷掉的淤泥数量,测量这些地质事件的出现频率,然后用该比率估算需要多少时间才能形成某个厚度的沉积层——同时考虑到由不规则的侵蚀作用引起的误差。1830年,科学家使用上述方法推测出“地球的年龄”接近10亿岁。

地质学家与生物学家为上述研究打下基础,而物理学家则从另一个完全不同的角度研究地球的年龄问题。

19世纪时,热力学领域的领军人物赫尔曼·冯·赫姆霍兹开始对一个明显的悖论产生了兴趣:地球比太阳还要古老!

因为从累积的地质学证据来看,以令人震惊的方式排列起来的地球岩层——例如美国大峡谷暴露出来的地层——的年龄估计至少有7500万年。但是,根据19世纪著名的科学哲学家伊曼纽尔·康德计算,如果太阳发光的原因是19世纪所认为的“燃烧导致”的话,那么太阳的存在历史应该不超过1000年!

这与根据地质事件推断出的地球与太阳的年龄显然是矛盾的。因此冯·赫姆霍兹为这个悖论想出一个巧妙的解释,他引用了一个著名的物理概念——重力势能,认为这就是太阳的能量来源。赫姆霍兹估计,如果太阳的外层每年缩小约2英尺,就能解释得通。

地质学家们暂时松了一口气……直到实际运算结果出来。根据赫姆霍兹的计算,就算太阳的重力势能相当大,也仅能保证它发光发热4亿年,连美国大峡谷年龄的一半都不到。

如果按这样推算,地球的年龄还是比太阳老!

现在读者恐怕要问,为什么这个问题如此重要?就算地球比太阳老,甚至年龄相当,又有什么大不了?答案很简单:如果地球比太阳老,那么太阳诞生之前的数百万年,地球是从哪里得到能量以留存其表面的液态水的?

因为,液态水——例如雨水——是地质循环作用的背后推手:没有海水的蒸发,没有水蒸气凝结成雨,陆地就不会被侵蚀;没有雨水冲刷,沉积物就不会流到海洋与陆地边缘的浅滩中,因此它们也就不会分层沉淀,最后变成沉积岩。简言之,没有阳光,地球上的所有地质作用,以及生物活动都会停止。

那么,究竟应该如何解释这条悖论呢?

1899年,对问题的讨论达到**:19世纪的物理学巨擘、英国的开尔文爵士通过美国科学促进会宣布了他的看法。开尔文的观点比赫尔姆兹有说服力,因为他的计算结果数字更大。开尔文坚信,地球的年龄不超过20亿岁。

有人提出了反对意见。当时刚刚成立的芝加哥大学地质系主任T. C.张伯伦认为,太阳也许是以当时的物理学界不知道的方式产生能量的,例如物质内部的粒子可以成为能量源,无需通过燃烧或者收缩就能发热……

1905年,争论出现了关键的概念性突破,所有分散的线索联系到一起,悖论终于解决了。

物理学家恩内斯特·卢瑟福永远改变了现代世界:他发现了原子内部结构和质子——这是一种元素不同于另一种元素的原因。卢瑟福指出,放射性元素可以用来测定岩石年龄。

就像隐藏在固态熔岩中的原子“钟表”一样!

贝克勒尔发现放射现象后18年,亚瑟·赫尔姆斯出版了经典著作《地球的年龄》(The Age of the Earth)。赫尔姆斯是个年轻的地质学家,刚获得博士学位,他先确定沉积岩层年龄与火山熔岩层年龄的关系,然后将同位素测年结果与地层时序进行比较,令人惊讶的是,一个半世纪前,在刚被发明出来的同位素测年领域,赫尔姆斯的放射性同位素法测得的岩层年龄与化石确定的年份虽然有细微的偏差,但结果基本一致。

地质学界与生物学界大为震惊。

含有化石的最早的沉积岩层,包括前面提到的“三叶虫”,距今有大约6亿年历史,然而,在这种复杂的生命形式戏剧化地出现之前,地球的地质史似乎早在几十亿年前就已经拉开帷幕,数个世代前结晶在火山熔岩中的放射性物质已经忠实地揭示了这一点。

出于技术原因,同位素测年测试的对象越古老,结论越不准确。因此,岩石形成的时间越接近地球诞生的时刻(大约45亿年前),对其测年的误差就越大,约在1亿年左右,几乎等于目前地球生物史的一半,所以在地球上采集到可测年的样品是没有问题的(令我们头疼的是,在火星上却有困难)。

随着放射现象的发现,整个宇宙的核反应顺序之谜也随之揭开,从地球内部微量元素的衰变到另一种类型的核反应——聚变。

20世纪30年代的天体物理学家汉斯·贝特最后发现太阳的能量源:轻质量元素聚变为质量较重的元素的过程中,会释放出一些原始能量。

计算证明,核聚变可以释放出数量级以百万计的能量,如同化学反应那样,少量的元素也可引起巨大的反应。所以,太阳的寿命将是人类想象中的几百万倍。因此,原来认为太阳寿命不会超过1000年的猜测要再扩大100万倍——10亿年,如果再考虑到误差,太阳的寿命可以达到约100亿年,根据我们对地球、太阳系各大行星及其卫星的形成的研究,现在的太阳已经走过它生命的一半。

“地球年龄比太阳大”的悖论就这样得到了解决,人类对太阳系有了全新的认识:所有围绕太阳旋转的行星都是在数个世代之前从同一片“原始星云”中形成的。