地球的“时间标尺”是如何建立的？

文章来源： 地球地理地质科普微信公众号

俗话说“没有规矩、不成方圆”。地球拥有漫长的历史，空谈历史而没有一把衡量的标尺，是无法了解地球、探其究竟的。19世纪40~50年代以前，地质学界面临着一大难题-“时间难题”，迫切建立判定地球的年龄、建立地层和各种地质事件的“时间标尺”。它的解决，主要是靠地质学三大基础理论的建立而得以实现。

1669年，丹麦地质学家斯泰诺提出了著名的“地层三定律”（即地层的叠置律、原始水平律和原始连续律），指出了“未受变动地层”的上下顺序关系等规律。时隔100多年以后，英国著名地质学家赫顿于1788年在他的《地球的理论》中提出了“大地质旋回”的理论。他认为：地球是一个运动体，地球表面永远处于连续不断变化状态中；它的历史可从“成层岩石”的研究中得到答案；这些“成层岩石”是从古老沉积物变来的，古老沉积物的形成就相当于现代沉积条件下形成的沉积物一般。最后他认为自地球表面形成后，这种旋回过程就始终不断地重复出现着。虽然，他未曾指出地球的具体年龄，但却提到了在成层的岩石中去找答案的研究方向，还明确了地球历史是极其漫长的，远比“允许的”、“标准的”《旧约全书》规定地球只有6000年的历史长得多。

1796年，英国地质学家史密斯提出根据生物化石鉴定地层时间顺序的想法，并亲自在1815年出版的英格兰和威尔士地质图里予以实践。至到1859年，达尔文“生物进化论”发表，这使得史密斯的想法与达尔文关于生物进化阶段性和不可逆性的规律不谋而合，从而使史密斯的想法与实践真正成为地层学中的“化石顺序定律”，成为生物地层学的理论基础。1830~1833年，英国地质学家莱伊尔发表的《地质学原理》中，论述了利用沉积地层建立地质相对时间年表的依据。从1815年史密斯的实践起算，到1874年森姆珀提出古新统为止，以欧洲地质调查资料为基础的地质相对时间年表经过59年的努力才初步建立起来，使得地质学进入了有相对时间标尺的时代。

通过化石、地层建立了相对时代，但仍不能让所有人对地球历史信服，追求地质绝对年代的努力，通过纯地质学本身的方法，例如：冰缘区季候泥计年法，只能解决极其短暂的时间段落，对于地质巨大的时间尺度来讲，它完全可以略而不计。定量测量矿物、岩石及某些地质事件表现物的准确时间，是放射性物质被发现之后。1903年，法国化学家居里等首先提出利用天然放射性物质测量地质年代的可能性。美国化学家波特伍德等利用铀-铅法测出第一批沥青铀矿的年代数据，标志着放射性化学的进步，使地质学进入同位素地质年代研究的崭新阶段。到20世纪50~60年代，不仅地质相对时间表得到绝对年代的填充，而且测出地球的年龄为45.6亿年～46.7亿年之间。人类登月成功，并测得月球静海基底月壤的年代为46.7亿年，丰富海伟布环形山以西100km处的月尘年代为46.5亿年。随着测试技术的发展，目前的同位素测年手段，已多达20余种，测年时限各不相同（即不同的同位素测量的时间长短不同），综合应用不同的方法，可使测年范围达到10～1011a。

地质年表（或称地质年代表、地质时代表）的编制标志着地球演化时间标尺的建立。在相对地质年代的基础上，应用同位素地质年代进行准确的测年，二者相辅相成，所得到的地质年表不仅可以反映地球历史发展的顺序、过程和阶段，而且能够确立地质时代无机界和生物界的演化速度。第一个带有同位素年龄数据的地质年表是英国地质学家霍姆斯于1913年提出的，以后又陆续出现不同时间、不同国家、不同学者提出的地质年表。我们现在学习地质年表，要根据最新的版本去学习。但始终要记住，万变不离其宗。

科学的进步、科技的发展，地球的“时间标尺”的确立，我们对地球历史的“刨根问底”，使其终于有了些许的眉目，虽然我们目前了解的地球历史甚少，但却犹如人类探索月球的“第一步”一般，是人类迈出探索地球历史的“一大步”。感谢前辈们的付出，有了我们“多彩”的地球~~~