化石年代与地球年龄
有些人质疑测定化石年代的同位素法不科学，原因有两种。第一种是以为只能用碳14测化石年代，所以上亿的化石年代都是编的。虽然没用但是再强调一遍碳14测不了可以用其他同位素。
昨天看到了第二种人，质疑半衰期公式中的同位素原子数初值N0不可考。首先我承认这波质疑比前一种高级得多，因为大部分人应该没有想到这个问题。然而他还是走了其他神棍的老路，没有花5秒钟查一下科学家当年如何解决的这个问题。
昨天看到了第二种人，质疑半衰期公式中的同位素原子数初值N0不可考。首先我承认这波质疑比前一种高级得多，因为大部分人应该没有想到这个问题。然而他还是走了其他神棍的老路，没有花5秒钟查一下科学家当年如何解决的这个问题。
准确测定地球年龄的人是美国地质学家克莱尔·帕特森（1922-1995）。帕特森之前的诸多著名科学家探究过地球年龄，但方法并不合适。其实不管是十亿年还是十秒，测量的关键只在于可靠的标尺，而同位素就是那个理想的超长标尺。
先介绍一下基本原理。
公式1：同位素衰变。N是现有同位素原子数，N0是初始同位素原子数，t是时间，T是半衰期。式子表示经过半衰期T，有一半的放射性元素衰变。
公式1：同位素衰变。N是现有同位素原子数，N0是初始同位素原子数，t是时间，T是半衰期。式子表示经过半衰期T，有一半的放射性元素衰变。
公式2：铅同位素含量。
铅有四种同位素分别是204、206、207和208，并且都很稳定。铀235和铀238分别会衰变成铅207和铅206，因此它们的来源只有初值和铀的衰变。上面提到的人无非是质疑式中铅的初值，因为地球上的206和207铅有相当一部分来自于铀。
帕特森使用了铁陨石中的铅初值。陨石与地球同时产生，此后便被冰封在太空。最重要的是铁陨石含铀极少，这样铀衰变就基本没影响。根据公式2算出地球年龄为41亿-46亿年。
铅有四种同位素分别是204、206、207和208，并且都很稳定。铀235和铀238分别会衰变成铅207和铅206，因此它们的来源只有初值和铀的衰变。上面提到的人无非是质疑式中铅的初值，因为地球上的206和207铅有相当一部分来自于铀。
帕特森使用了铁陨石中的铅初值。陨石与地球同时产生，此后便被冰封在太空。最重要的是铁陨石含铀极少，这样铀衰变就基本没影响。根据公式2算出地球年龄为41亿-46亿年。
帕特森对这个结果并不满意，开发了第二种方法。与铁陨石不同，石陨石会含有较多的铀。
公式3就是两种铅的公式2作个商，由于地球上铀235和铀238的比例是固定的，石陨石和铁陨石的同位素值最终会落在一条直线上。这条直线的斜率就可以计算地球年龄。方法2测得地区年龄为45.5±0.7亿年。
公式3就是两种铅的公式2作个商，由于地球上铀235和铀238的比例是固定的，石陨石和铁陨石的同位素值最终会落在一条直线上。这条直线的斜率就可以计算地球年龄。方法2测得地区年龄为45.5±0.7亿年。
对于碳14测不了的化石年代，只要测定地层岩石年代就可以。锆石法就是一种可靠的方法，锆石成岩过程中会将铅排出去，而铀则保留。此外，还有其他同位素测试法可以参考，这样误差能控制得非常小。
只有地层保存完好的地方，才能发现化石。化石的地点往往是集中的，比如澄江动物群。看见地层中躺着一大批化石，还谈什么“岩石可能是别的地方过来的”岂不是胡搅蛮缠。测地层年代不会只取一个点，测不准除非化石周围每一块石头都被换了。更不用说金钉子这样完美的地层。对于地层年代未知的化石，年代就只能估算了。
帕特森发现，美国的空气和水都有高浓度的铅。为了测地球年龄他不得不建造一个超净实验室来排除铅污染的干扰。研究成功后，他开始研究铅污染，在nature发表文章说明当时环境中的铅远高于工业革命前的水平。
上世纪全世界都使用含铅汽油（四乙基铅），尾气产生的铅直接排入空气。发明者对公众隐瞒了它的真实成分。帕特森此举无疑会影响石油公司的利益，搞笑的是石油公司此前还赞助了他的研究。论文发表仅三天，便有人上门威胁他停止研究。
当商人和工业界心照不宣地赚着黑心钱，帕特森为了全人类的健康孤军奋战。他去南极和格陵兰，在冰层下采得未被污染的雪样，而接触过现代空气的表面雪已经被污染。帕特森于1968年再发文章公布研究结果，利益相关者群起而攻之。
在他的努力下，美国终于在90年代开始禁用含铅汽油。短短几年，美国儿童血液铅含量下降75%。中国于2000年全面禁止含铅汽油的生产和使用。