地球の年齢

19世紀

19世紀の最後の四半期には、地球の年齢をめぐる議論が長く続いていた。チャールズ・ライエルの『地質学の原理』（1830-33年）では、地球はゆっくりと変化しており、私たちが見ているものは徐々に変化した結果であることを示した。この一様主義は、明らかに地球が古いことを意味していたが、ライエルはその古さを明らかにしようとはしなかった。

弟分のチャールズ・ダーウィンもそう考えていた。ダーウィンは、もし進化が起こっていたとしても、それには長い時間が必要であると考えていた。また、カンブリア紀の初期の化石と現在の地表との間には、膨大な量の堆積岩が存在する。ダーウィンとライエルは、これだけの岩石が堆積するには非常に長い時間がかかっただろうという点で意見が一致した。

ダーウィンは『種の起源』（1859年）の初版で、サセックス・ウィールドの浸食には3億年かかったと見積もっていた。しかし、物理学者の^p314ウィリアム・トムソン（ケルビン卿）が、地球は自分たちが考えているほど古くないと言ったとき、ダーウィンとライルは驚きました。ケルビン卿は、地球の^o温度が2,000℃から始まったとすると、現在の温度まで冷えるのにどれだけの時間がかかるかを計算した。ケルビンの結果は、地表付近の地温勾配が固体の地球の伝導冷却を反映しているという考えに基づいていた。

彼はこの計算を様々な仮定を置いて何度も行った。1862年には彼の見積もりは2億年から4億年の間だったが、1866年には一番上の見積もりを1億年に減らし、ダーウィンとライルが自分の計算に気づかなかったことを攻撃した。ダーウィンは、これでは進化を可能にするのに十分な長さではないと心配し、悩んでいたことがわかっている。トーマス・ヘンリー・ハクスリーは、ケルビンの計算は良いが、前提条件が間違っていると発言した。1897年、ケルビンは最後にもう一度計算して、2,000万年から4,000万年という結果を出した。もちろん、これでは進化するのに十分な時間ではない。一方、オリバー・ヒービサイドは、これに反対し、別の地熱モデルを提案した。ケルビンもヒービサイドも、最終的には間違いであることが判明した。

粘性のあるマントル

19世紀末、マントルが粘性の高い流体であれば、計算に大きな違いが出ることに誰かが気付いた。1895年、ケルビンの助手だったジョン・ペリーは、対流するマントルと薄い地殻のモデルを使って、地球の年齢を20〜30億年と推定した。

ケルビンのモデルでは、固体の地球を想定して、地表の熱は浅い外地殻の冷却によって得られる。しかし、もし地球内部の伝導率が地表よりもはるかに高ければ、地球のコアや下部マントルも冷えてしまうことになる。そうなると、地表に巨大なエネルギーが蓄えられることになる。その場合、ケルビンの推定した地球の年齢は何倍も低くなりすぎてしまう。

ペリーの主な理由は、地球の内部が流動的（一部流動的）であれば、対流の方が伝導よりもはるかに効果的に熱を伝えることができるというものでした。

「...内部の流動性が高ければ、我々の目的のためには実質的に無限の伝導性を意味する」。

ケルビンは1億年という予想を守り、後には約2,000万年に短縮した。

薄い地殻の下に粘性流体が存在することは、長年の教科書的説明であった^[]放射能の発見よりもはるかに大きな要因であることがわかっています。ペリーの仕事が再発見され、再検討されるようになったのは、ごく最近のことです。

20世紀

1896年、アンリ・ベクレルは放射能を発見した。1903年には、自然発生的な放射能の発見による特別な貢献を称えて、ピエール＆マリー・キュリーと共同でノーベル物理学賞を受賞しました。

やがて、放射性物質が地球内部の主要な熱源であることがわかってきた。^p2061921年には、放射性物質を用いた年代測定による現代的な推定が初めて行われた。これは、ヘンリー・ノリス・ラッセルによる「ウラン・鉛年代測定法：地殻中でウランが鉛になるまでの減衰率」に基づいています。^{p27, table 3.1} 1949年、H.E.スースは、一連の放射性同位元素に基づいて、40億年から50億年と推定しました。これは現在の推定時間に近く、さらに改良されて約45億6000万年になっている。

この計算では、放射能だけでなく粘性流体の対流も利用しているので、ペリーの貢献が忘れられていたにもかかわらず、ペリーのアイデアと放射能の効果を組み合わせています。その後のプレートテクトニクスの知見により、下部マントルが粘性流体であることはかなり確実になった。

ソーラーシステム

太陽系の形成と進化は、45億6,800万年前に巨大な分子雲のごく一部が重力で崩壊したことから始まったと推定されている。基本的には、同時期にシステム全体が発展したと考えられます。

宗教観

科学的手法の使用は、地球の年齢を計算するための一様性のある方法を前提としています。現在の科学的推定値に最も近いのはヒンドゥー教である。クリスチャンやユダヤ人の中には、創世記の創造物語が文字通り真実であると信じている人もいます。そうなると、地球が誕生したのは5000年前から1万年前の間ということになり、地球の歴史の中で年齢を計算する方法は一貫していません。しかし、最近では、このような疑問には科学的な方法で答えるのが一番だと考える人が多いようです。

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