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太阳系仍处在婴儿期
据《连线》网站报道，近日，美国科学家称，需要改写推导太阳系年龄的公式。最新测量数据显示，公式中的一个假定是错误的：即某种铀的同位素在陨星中出现的相对值总是相同的。
亚利桑那州立大学的格雷戈里称，“自上个世纪五十年代以来，甚至更早，无人能够探测到铀数量的差别，现在我们能够测量出其微小的差异。”以前估计太阳系年龄大约是40.5亿年，这个数字不够精确，显示不出100万年的差别，但最近科学家进行了更详细的计算，结果得出太阳系年龄大约是45.672亿年。按照这个比例，100万年仍旧是一眨眼的瞬间，代表了45.66亿—45.67亿年之间的差别，但是这点差别对于理解婴儿期太阳系非常重要。
这项研究还发现了支持这一观点的证据，即在太阳系诞生之前附近有一颗低质量的超新星爆炸了，为行星的形成提供了重元素。地球化学家通过测量大量放射线同位素来得知岩石的年龄，放射性同位素是有着不同原子质量的同一元素的变体，陨星中的部分被称为富钙富铝难熔包裹体。这些包裹体被认为是最初的固体，它们浓缩了产生太阳和行星的冷却气体云。
因为放射性元素以特殊的衰变速率从母同位素衰变至子同位素，科学家能够通过比较每个同位素的含量来判断岩石的年龄。目前可接受的太阳系年龄计算得自于两种同位素的比较，即陨星中的铀238同位素衰变成铅206，铀235同位素衰变成铅207。这种比较依赖于铀238和铀235的比率。早期比率的计算提出了相同的数字：137. 88。这种比率是常数的假设使计算简单化，允许科学家将两种铀值结合成一个单一数字，从公式中排出了变量。利用高精度计算使得铅同位素测量比铀同位素测量更容易，所以仅以铅值为基础进行太阳系年龄测算被认为是极度精确的。
怀疑铀比率是常数有两个原因。一是没有理论支持这个假设。二是根据不够精确的铀同位素测量得出的结果与根据铅同位素测量的结果不一致。格雷戈里说，“说真的，我们知道太阳系年龄是根据岩石年龄计算出来的，这是最基本的，我们都同意。”
为了验证铀比率是不是常数，格雷戈里和同事们从艾伦德陨星中提取富钙富铝难熔包裹体样本，并测量铀235和铀238含量。先进的技术使得他们的测量结果比以前的测量更加精确。格雷戈里实验室和另外一名德国合作者实验室的测量结果都显示出，样品中铀235同位素过量。这意味着在确定早期太阳系物质年龄前，未来的地球化学家不得不首先测量铀235和铀238的含量。
亚利桑那州立大学的地球化学家安巴尔表示：“并不是说测定太阳系年龄的过程不再有效，但如果你想利用这个同位素系统去得到真正精确的年龄，我们突然意识到，你需要考虑这个变量。”该研究小组还发现，额外的铀235来自于放射性元素鋦的痕量，放射性元素鋦存在于早期太阳系中，并仅仅形成于某种类型的超新星爆炸。
芝加哥大学的安德鲁·戴维斯教授称：“这是人类前进中的重要一步。过去已有许多不成功的试验，但这次是成功的。我认为这将成为解决难题的重要依据。” |
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发表于 2010-1-8 15:55:08
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