|||
在20世纪地质学中,137.88 被视为像光速一样的普适常数,代表地球上238U 与 235U 的固定比例。这种认知的核心依据在于铀同位素均源于太阳系形成前的超新星爆发(r-过程),并在星云阶段进行了极充分的混合。由于两者化学性质近乎一致,在地球演化的熔融与分异过程中始终“同进同退”,加之衰变定律在数学上的全球同步,使得科学家坚信无论何时何地,这个比例都应严格相等。
该数值的确立也受到时代观测水平的影响。20世纪70年代,地质学家利用当时的质谱仪(TIMS)对各类岩石和陨石进行测量,发现不同样本的铀比值在误差范围内几乎没有波动。基于这些观测数据,国际地质科学联合会(IUGS)于1976年正式采纳 137.88 作为推荐常数。这一数值随后统治了地质定年领域数十年,成为计算岩石年龄的基石。
随着超高精度检测技术(如 MC-ICP-MS)的问世,这个完美的“常数”面具被揭开。科学家发现铀比值实际上在 137.7 到 138.5 之间存在微小波动。其主因是氧化还原反应导致的分馏:铀在 U4+ 与 U6+价态转换时,轻重同位素的反应速率有极微小差异。此外,像非洲奥克洛(Oklo)这种曾发生过天然核裂变的极端案例,也因为大量消耗 235U 而成为了偏离常值的罕见例外。
这一认知的打破对追求极限精度的地质研究意义非凡。虽然波动仅在万分之几,但对于“亿年误差小于十万年”的高精度定年(如测定生物大灭绝的确切时刻)而言,这种波动足以产生致命影响。现在的地质学家不再盲目套用 137.88,而是通过分析这些细微的差异,反向推导古代海洋的含氧量或环境变迁,将曾经的“误差”转化为了探索地球历史的新钥匙。
转载:(地球知识)
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2026-2-28 01:49
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社