黄淑芬

测定太阳系的年龄需要几个步骤？这个问题太深奥了。太阳系可是一个庞大的家族，而且各类行星都是以太阳为中心。要想弄清楚太阳的年龄，还是去找科学家吧，来看看科学家需要几个步骤。

首先，科学家会找出太阳系这个大家族中最年长的一个天体，或者说最年长的一块物质，然后计算出它的年龄，那么也就能够得出太阳系相近的年龄。

要想知道谁是太阳系中最古老的天体，首先要清楚太阳系是怎么形成的，才能知道谁先谁后。科学家们假设一团致密分子云的核心区坍塌后形成了原恒星，这就是早期的太阳，那时候太阳周围没有现在的行星，但有一个围绕它旋转的扁平吸积盘，也叫原行星盘。原行星盘中包含大量的气体和少量的尘埃，这些尘埃从几微米的微粒逐渐凝聚成几百米到几千米这样大小的星子，然后这些星子聚在一起，又合成了岩质行星。气体盘消散后，岩质行星经历许多年后的变化，最后变成了我们今天看到的包括地球在内的若干行星。这个结果提醒我们，如果能测定地球的年龄，那么太阳系的年龄也就可以测定了。

随着居里夫妇提炼出了放射性元素，科学家们开始利用放射性元素的衰变来推测地球的年龄。这个计算法引起了化学家哈里森·布朗的兴趣，因为哈里森正在做一项关于测定地质年龄的工作，他决定利用铀同位素的超长半衰期来测定地质年龄。于是，铀闪亮登场。可是，哈里森还没开始就卡住了，因为测量这些数据需要一个知道光谱学的人。哈里森选来选去，最后选了自己的学生克莱尔·帕特森加入他的队伍。

克莱尔接到任务后，马上开始投入研究。铀铅测年法的原理说起来并不复杂，如果能精确测出一块石头中含有多少铀和鉛，并且知道这些铅中有多少是铀衰变而来的，衰变的速率是多少，理论上就能算出这块石头形成于多少年前。

可是，问题来了。得到标本后，怎么确定当中有多少铅是从铀衰变而来的？经过反复对比，克莱尔把目光放在了陨石上。

1953年，克莱尔拿到了代亚布罗峡谷的陨石标本。随后，他测出其中的238U/204Pb比值仅为0.025，说明这块陨石的铀含量极少，铀元素的衰变不会对原始铅同位素的比值产生很大影响。克莱尔将这个比值作为该陨石的初始铅同位素比值，并假设地球和陨石的铅同位素比值具有同样的演化轨迹。最后，他得出了地球的年龄大约是41亿至46亿年。

但是，克莱尔还是觉得这个结果不够精确，他又测定了含有大量铀和少量铅的陨石中的铅同位素比值。最后，结合各种数值，再利用等时线法，他得出了一个更为精确的地球年龄——45.5（±0.7）亿年，这个数字离确定太阳系的年龄只剩下最后一步了。

科学家找到了比地球更加古老的，在原行星盘还未消散时就已经形成了的那些物质，它们就是包裹在碳质球粒陨石中的太阳系最古老的一类物质，一种称作钙铝包裹体的结晶。借助同位素衰变理论、质谱仪和陨石，科学家经过漫长的努力，逐步揭开太阳系形成的历史——太阳系经历了40多亿年的时间才变成今天这个样子。

你看出来了吗？其实用三个大步骤就可以测定太阳系的年龄。