宇宙紀錄片合集（共162集） P144 - 07地球年齡

曾經有個人致力尋找地球的真正年齡 他在尋找它的過程中 意外發現了一個嚴重的威脅 美好的春日 加州帕薩迪納 1966年 商業興隆 生活美好 除了名叫克萊爾·帕特森的地球化學家 被稱為帕特之外 其他人都不知 道他知道他所看到的每個人正受到一種看不見的威脅所危害 他決心不惜一切代價來阻止這一切 你無法真正講述帕特·帕特森的故事 而不必追 溯到地球——我們的家——尚未建成的遙遠時代 當群星為這顆行星的熔融核心帶來物質時 為岩石、水和空氣提供氧氣 為鑽石與生命提供碳 一顆明星誕生了 我們的 在最初的數百萬年裡 塵埃顆粒不 斷聚集 逐漸形成越來越大的物體 一切進行得順利 但一旦這些物體變得足夠巨大 擁有足夠的重力 他們開始將彼此拉入交叉軌道 這就是我們這個世界剛誕生時的樣子 地球表面的任何部分都無法從那個時代完整地保存到現在 因此 當所有關於它出生和童年時期 的紀錄都被抹去後 我們怎麼可能確 切地知道這個世界真正的年齡呢 人們從古代以來就一直在思考這個問題 1650年 愛爾蘭都主教詹姆斯·烏舍做出了一項計 算似乎解決了這個問題 與他同 時代及世界上的幾乎所有人一樣 他接受聖經創造的記載為權威 但聖經並未提供確切的年份 因此烏瑟在舊約中尋找一 個對應已知歷史日期的事件 並在《列王紀》第二卷中找到尼布甲 尼撒王於公元前562年逝世的記載 烏撒將先知和族長的 世代加起來 舊約中 的十三代 從亞當到尼布甲尼撒時代之間 並發現世界是在西元前4004年的10月22日開始的 下午6點是星期六 烏瑟主教的編年史在西方世 界被視為真理 直到我們轉 向另一本書 從岩石本身寫下的內容中尋找地球的年齡 大峽谷壁壘中大多數的岩 層是由細粒沉積物所形成 那是在這片土地還是海洋的時代所沉積的 數億年來 沉積物被壓縮成岩石 隨著 後續層層堆積 最古老的岩層位於底部 選擇一層 任何一層 那個呢 很久以前 這裡一定有淺水 在前寒武紀時期 大約十 億年前 只有一種生命存在 這些藍綠菌正在忙著吸收陽光並製造氧氣 對它們來說 這只是廢料 但對後來進化出的動物來說 包括我們在內 卻是生命的呼吸 好的 換一層 那個呢 這一岩層被稱為明亮天使頁岩 它形成於約5億年前 這些足跡是在2 6億年前留下的 所以你想知道地球的年齡嗎 只要算出每層沉積所需的时间就可以了 那麼 不如不計數這些世代 而是將所有層數加總起來 這很簡單 對吧 只有一個問題 我們從觀察這個過程得知 因為至今在世界各地的海洋和湖泊中仍然會發生這種情況 這些沉積物可以以不同的速率沉積 通常發生得非常緩慢 例如 每千年沉積一英尺的沉積物 但當發生罕見的災難性洪水時 沉積速度會快很多甚至幾天內就能沉積一英尺 許多地質學家嘗試此方法來計算地球的年齡 他們使用大峽谷以及其他世界各地的沉積層序列 但他們的答案範圍太廣 很難有太大用途 300萬年到150億年之間 這種方法還有其他問題 即使是最深層的岩石也不是地球上最古老的物體 為什麼呢 因為連岩石都無法度過地球暴烈的嬰兒期 在太空中 情況則不同 宇宙誕生時有什麼紀念品嗎 有什麼物體可能告訴我們它真正的年齡 我知道一個地方 那裡有許多未使用的磚塊和灰泥 太陽系形成時的殘餘物質可以被發現 它位於木星和火星的軌道之間 這裡就是新生地球的物質 在冷凍庫中漂流 自那時起一直未變 數百萬年前 一顆大型小行星恰巧撞到了一顆較小的小行星 使其改變了軌道 一場衝突的結局發生在 約五萬年前的一個夜晚 它飛過時一定震碎了大峽谷的山巒 將這個隕石坑炸開來 在未來被稱為亞利桑那的地方 這個隕石坑形成的鐵質小行星碎片 仍完整保存下來 如果我們知道那 塊鐵是什麼時候鑄造的 我們就能 知道太陽系的年齡 包括地球的年齡 但是我們怎麼會知道呢 選一塊石頭 任何一塊石頭 那個呢 這塊岩石中的一些原子可能具有放射性 這表示它們會自行分解並轉變為其他元素 一個鈾原子會先轉變為釷原子 平均需要數十億年的時間 鈾的不穩定性遠高於釷 不到一個月 它就會轉變為镤 一分鐘後 鏷會變成其他物質 原子經歷了十次更多的核轉變 直到抵達衰變鏈的最後一站 一個穩定的鉛原子 而鉛將永遠存在 20世紀時 曾有持續 數十年的巨大努力 以測 量每種放射性元素轉變為另一種元素所需的時間 物理學家發現每種不穩定元 素的原子都會以恆定速率衰變 原子核是一種避風港 遠 離周圍環境的衝擊與動盪 用鎚子敲它 將它放入油中煮 把它蒸發掉 核子鐘持續運轉 維持著一個不 依賴太陽和星星的絕對時間標準 有什麼比用鈾原子更 能找出地球真正年齡的 方法呢 如果知道岩 石中鈾轉變成鉛的比例 你可以計算出岩石形成以 來經過了多少時間 但是 有一個問題 地球形成時 存在的岩石已 經不復存在了 他們都被壓碎、熔化、重新製造了 可以計算從一 開始就存在的鉛 的數量 那是來自天上的禮物 隕石 這塊是造成這個巨大隕石坑的隕石碎片 非常理想 這塊隕石內部的鉛含量 與地球形成時完全相同 既然你知道鈾的衰變速率 這應該就能告訴你隕石的年齡 而這顆隕石是與地球同時形成的 只需測量隕石中的鉛含量即可 簡單吧 一位名叫哈里森·布朗的科學家 於1947年在芝加哥大學首次領悟 到這一點 他選擇了一位年輕的 研究生克萊爾·帕特森來完成這項工作 帕特森根本不可能知道這個任務 會如何改變他和我們的人生軌跡 看似純粹的科學研究 實際上遠不止如此 克萊爾·帕特森是愛荷華州一位郵差 的兒子 天生叛逆 學業成績並不突出 但他卻是天生的科學家 一位名叫 哈里森·布朗的地質學家給予帕特森 這看起來像是一項簡單的科學任務 首先 帕特 你介意我叫你帕特嗎 現在 我知道你不是地質學家 可能分不清花崗岩和長石 但聽說你對 質譜儀很在行 帕特很好 你結婚了嗎 是的 洛莉 她也是化學家 我們在橡樹嶺一起參與了曼哈頓計畫 好的 首先你需要知道 有這些稱為鋯石的微小晶體 小到像針尖一樣 緊密如鼓且堅韌 它們無 法讓任何東西進入或逸出 而且我是在說數十億年的時間 我們知道這些顆粒的年齡 是因為我們已經測定它們來源岩石的年齡了 每顆鋯石內僅含有數十萬分之幾的鈾 而這些鈾正在衰變成更微量的鉛 你必須找出測量這種鉛的方法 而且你會知道如何對待一塊隕石 你認為你能夠做到這一點嗎 帕特 對 我看不出有什麼不行的 好的 因為當你做到的時候 你將是第一個知道地球年 齡的人 而且你會聲名大噪 你會看到的 這會很容易 鴨子很快就會來 當帕特森試圖測量鋯石顆粒中 的微量鉛時 另一名研究生喬治 ·蒂爾頓則在測量相同顆粒 中的鈾含量 帕特森只需做一件事 這項測量方法能以同等的準確度測量鉛的含量 她交給你了 帕特 測了六次 結果一樣 三百二十萬分之三點二 是啊 做得好 喬治 謝謝 蒂爾頓的結果總是相同的 但帕特森對相同 穀物中鉛含量的 結果卻極不一致 這完全說不通 過去的鉛實驗 可能是環境中天然存在的 高鉛含量干擾了他的結果 帕特森盡全力清除了實驗室中所有鉛的痕跡 那裡仍有百倍的鉛含量 他已經這樣做了超過兩年 簡單得像鴨子湯 我靠 帕特森意識到他必須用酸液煮沸他的容器和工具 並 純化所有化學藥品 以進一步降低實驗室中的鉛含量 哦 我… …不我是新來的 洗手間在哪裡 該死 帕特森所有執著的清潔與消毒 仍未能解決這個問題 他必須 自己設計實驗室 從頭建造 機會在哈里森·布朗搬走時出現 到帕薩迪納的加州理工學院 並邀請帕特森與他一同加入 好的 湯姆 夠了 我們現在可以通過互鎖裝置了 帕特森已經這樣做 了六年 堅定不移 地追查並消滅所有威脅他儀器的鉛源 他建造了世界上第一間超潔淨室 終於能夠測量岩 石中實際含有多少鉛 這 是一塊年齡已經確定的岩石 現在 帕特森終於準備好處理這 塊鐵隕石 以找出地球的真正年齡 他將他的隕石樣本帶回阿貢國家實驗室 其中世界最精準的質譜儀剛剛開始運作 醫生 這件事不能等到明天嗎 好的 小夥伴 我們不得不把你蒸發掉 質譜儀利用磁鐵將樣本中所含的 元素分離 以便測定各元素的含量 這將補齊地球真正年齡拼圖中最後缺失的一塊 現在我要對你進行離子化處理 聽起來比實際情況更糟糕 法國的電子是什麼 在將樣本與任何外部鉛污染隔離之後 帕特森終於準備測量樣 本中的鉛和鈾含量 並 計算它形成前的年數 也就是地球的真正年齡 感謝所有之前來到的科學家們 感謝您 地質學家 感謝你 查爾斯·萊爾 感謝麥可·法拉第、J J 湯姆森、歐內斯特·盧瑟福 謝謝你 哈里森·布朗 它有四十五億年的歷史 我們成功了 媽媽 帕特森希望他的母親是第一個知 道他多年努力所發現的真相的人 地球的真正年齡 他這個發現的回報是什麼 一場麻煩 他不知道 但他正與地球上 一些最有權勢的人正面衝突 對古羅馬人來說 這顆壯麗的環狀行星土星並非一個真實的地方 也非一個世界 而是一位神王 是天與地結合婚姻所生的兒子 眾神之首 這些柱子是這座最古老羅馬式廟宇僅存的建築 最初於2500年前奉獻給薩圖恩 它同時也是羅馬的國庫和度量衡局 今晚是土星節 這是一個在土星榮譽下舉行的狂野十二月節日 日常生活將被顛倒過來 主人將服侍奴隸 不允許戰爭或處決 而且禮物將被互換 數百年後 當早期教父們尋找吸引更多異教徒的方法時 他們會決定將農神節改為聖誕節 使它成為長期以來冬至節日被重新運用的最新例子 這座高大的土星雕像在農曆土 星節的夜晚可能看起來就像這樣 在古羅馬 這位神祇還有另一面較黑暗的面向 那個其他的薩圖恩是一個冷靜、陰沉、 遲鈍的幽靈 總是會爆發出不合理的暴怒 他對父親犯下令人髮指的暴 力行為 並吃掉了自己的孩子 在古代人類肉眼可見的所 有行星中 土星移動最慢 這或許就是他們以鉛之神命名這顆行星的原因 但不可否認的是 土星性格中較負面的特質反映 了長期以來對鉛中毒症狀 的認識 有趣的是羅馬人 儘管他們知道接觸鉛不可避免地會毒害人們 使他們失去生育能力並導致他們精神失常 他們用哪種金屬來製造水管呢 那透過他們傳奇性的引水道運送水的系統 我給你一個提示 「水管」這個詞來自拉丁語中「鉛 」的詞Plumbum 他們用哪種金屬來裝飾他們著名的浴缸 當他們的酒太酸時 他們是如何使其變甜的 他們用什麼來裝飾他們的桶和烹飪鍋 有些歷史學家認為 鉛的廣泛使用 是羅馬帝國衰落和滅亡的主要原因 他們為什麼在知道鉛是有毒的之後還繼續使用它 它價格便宜 非常容易塑形 容易加工 那些接觸到它最致命劑量的人 那些處理鉛礦的礦工和工人 被視為可有可無的 他們的生命毫無價值 他們是奴隸 大部分地球的鉛最初都位 於離生物較遠的地表之下 但是大約8500年前 人類開始 學會挖掘地球並從岩石中提取金屬 當這座別墅還是新建成的時候 大概是 在幾千年前 羅馬人每年生產八萬噸鉛 為什麼鉛對我們這麼有毒 因為當鉛進入我們體內時 鉛會模仿其他金屬如鋅和鐵 而這些正是我們細胞實際需要生長和繁榮的物質 細胞中的酵素被鉛的 偽裝所欺騙 開始起舞 但這是一場死亡之舞 因為鉛是個偽裝者 那無法滿足細胞的必要需求 鉛也會阻礙神經傳導物質 這是在細胞之間的通訊網絡 它會干擾對記憶和學 習至關重要的分子受體 這對兒童尤其有害 但鉛中毒無人能倖免 從20世紀初開始 含 鉛油漆的製造商聘請了剛起步的廣告業 說服 消費者鉛對兒童是安全的 一個小玩具銅士兵曾經對荷蘭男孩說 我們有一些優秀的關係 他們都含有一些銅 為什麼你不 辦個派對 讓大家見見面看看呢 其他快樂的大家族成 員派對上第一個到的是「Gay Electric Light」 他說 我非常閃亮 我總是在夜晚發光 我的聰明才智很大程度上歸功於我那顆玻璃頭 正因為它用鉛製成 所以能散發出更明亮的光線 一雙橡膠手套走進來 抓住了荷蘭男孩的手臂 他們說 我們是保護你不受淋濕和寒冷的守護者 你知道嗎 當我們被製造出來時 製造我們的那個男人說過 我們強壯、堅韌且充滿活力 因為我們體內有 鉛但鉛的生產直到1920年代初期才真正開始加速 當化學家托馬斯·米德格利 並發明家查爾斯·凱特林（ Charles Kettering ）發現四乙基鉛可作為抗爆震添加劑販售於汽油中 他們成立了一家新公司 稱為乙基公司 它曾經被考慮作為毒氣使用 由美國戰爭部 與油漆中的鉛不同 四乙基鉛是脂溶性的 半杯就足以置你於死地 廠商計算過他們每年可以賣出 6000萬噸 唯一的問題是 有些處理這物質的工人 在特拉華州和新澤西州的工廠裡 人 們變得瘋狂 幻覺不斷 甚至從窗戶 跳了出去 他們在尖叫中死去 這是 一份需要遠遠超越 跳舞燈泡的銷售工作 需要一位科學家來安 撫公眾的恐懼並改善 鉛的聲譽 他們找到了適合這份工作的人 這是在環境中以科學權威為藉 口掩蓋對公共健康的威脅的 最早例子之一 羅伯特·凱歐 一位來自辛辛那提的年輕醫生 他被通用汽車聘請他在大眾心中提出科學上的疑問 關於鉛的危險性 他說 鉛是自然環境中天然存在的 是的 從事鉛作業的 人可能會有職業危害 但這可以由產業自我規範來妥善處理 而且沒有證據顯示鉛對消費者構成 任何威脅 數十年 來 沒有人質疑他 直到克萊爾·帕特森開始尋找地球的年齡 克萊爾·帕特森關於地球 年齡的研究 使他成為當時世 界上測量微量鉛含量的權威專家 而且當時與其他人一樣 他認為鉛的普遍存在是自然形成的 他確實是一位真正的科學家 他開始致力於了解鉛在環境中 如何循環 在美國石油學會的 補助下 他仔細 測量了鉛的濃度 在深海和淺海的海水之中 帕特森再次發現 他 最初的數據毫無頭緒 深海海水中的鉛濃度僅極微小 但而在淺水區和水面處 鉛的濃度卻高達數百倍 在任何海洋中 表層海水 與深海混合需要數百年時間 這告訴帕特森 表層水中 大量的鉛是近期才出現的 否則 它會更均勻地分布 了解淺海中鉛的含量 以及將其混合到深層所需的時間 他能夠估算地 表的鉛污染速率 帕特森問自己 什麼可能以 這樣的速度為 世界海洋提供鉛 那所有的鉛是從哪裡來的 我認為我知道了 哈里森 是來自含鉛汽油 那麼 帕特 我們就有麻煩了 因為那裡就是錢的來源 但帕特森不會妥協 他立即開始撰寫科學論文 以證明含鉛汽油的危害 當他將論文寄給權威科學期刊《自然》時 帕 特森將自己的名字排在第二位 他經 常這樣做 以 提升學生的聲譽 他一生都避免成為焦點 也避開随之而來的特權 出版後僅3天 反彈開始了 你好 帕特森博士很高興認識你 我對你的工作印象深刻 你的工作對我們來說非常有興趣 在石油和化學工業方面 沒有你的資助是無法實現的 正確 我們還有很多想為你做的事情 嗯 我一直在考慮測量極地冰層中的鉛含量 去看看它是否顯示出與海洋相同的模式 鉛 但你已經做過了 我們認為是時候讓你轉向其他痕量元素了 事實上 帕特森博士 我們在其他任 何研究領域資助你 的能力幾乎是無限的 鉛是一種神經毒素 當你從工廠運出四乙基鉛時 在你加入汽油之前 它的處理方式就如同化學武器一樣 那是有原因的 你認為那裡的廢氣從排氣管排出後會去哪裡 請想想它可能對我們和 我們的孩子造成什麼影響 凱歐博士已經證明 環境 中的鉛含量就像十二月的 雪一樣自然 那麼 為什麼它不會出現在深水中呢 這裡 讓我來展示給你看 感謝您的時間 你只是繼續將數百萬噸的毒 物排放到我們呼吸的空氣中嗎 如果我的研究無法讓你關門 未來的科學家也會 帕特森來自石油業界的資金一夜之間消失無蹤 事實上 他們試圖讓他被解僱 但美國政府、 陸軍、海軍、 原子能委員會、| 美國公共衛生服務與國家科學 基金會都支持他 並資助他研 究鉛污染 他的研究讓他從極 北的格陵蘭島 到極南的南極洲 以及河流、山脈和之間的山谷 在最惡劣的環境下 帕 特森與他的團隊努力複製 潔淨室那無瑕的環境 他 們的塑膠服每天更換一次 在零下極寒的天氣中每天工作10到12小時 他們在南極洲的 冰層中鑿出了一條200英尺長 的井坑 這是一種時間旅行的表現 為了找回三個世紀前工 業革命開始前落下的雪 鼻子 快擦你的鼻子 該死 你體內的鉛比這塊冰還要多一千倍 你想要污染整個該死的樣本嗎 經過四週艱苦的樣本收集工作後 帕特森準備返回實驗室 如同海洋一樣 他發現 幾百年前的雪中鉛的含量要低得多 無論他在 哪裡尋找地球上的證據 不管他回到過去多遠的時間 結果總是講述同樣的故事 過去空氣和水中自然產生的水平 要低得多 數千年來 人們已知鉛 會導致大腦損傷、發育障礙、 暴力行為 甚至死亡 在尋找地球年齡的過程中 帕特森發現了前所未有 的大規模中毒事件的證據 但是凱歐與其他科學家被主要 鋁業公司僱用 說服公眾他們不必擔心 大家都認 為帕特森是個怪人 直到有個人開始注意起來 帕特森以大張旗鼓的方式公開了他的關於鉛的發現 他將研究結果發表在一份重要的環境健康期刊上 並向多位政府領導人寄送了樣本 其中包括一位極具影響力的參議員 緬因州的愛德蒙·穆斯基曾是 參議院空氣與水污染小組委員會的主席 1966年 他針對鉛問題舉行了聽證會 第一位證人是羅伯特·凱霍博士 長期支持含鉛汽油的科學倡導者 1937年至今 大氣中 吸入的鉛含量 是否沒有增加 一般交通警察、加油站員工或駕駛人會怎麼想 毫無任何證據 表明在這段時間內情況有所改變 一點也沒有 聽證會原訂在他們最強 烈批評者克萊爾·帕特 森前往南極期間舉行 但他 在證詞的第五天意外出現 看來由於環境接觸 人們 體內鉛的濃度 似乎有所增加 這樣對嗎 對 這樣是正確的 在確定常見的鉛含量時 你是在實際現場測量的數據嗎 是的 這些觀察結果和其他目 擊者所說的有什麼不同嗎沒有 觀察結果是一樣的 你證實過自然狀態 下的鉛含量沒 有改變對嗎正確 你確定嗎 絕對確定 我們今天看到的人的層次可能 很常見 但絕不是自然形成的那麼 你不同意凱厄博士的 數字嗎 不 不是的 你是指相同 的數字會導致 不同的結論嗎 是的 這 種事情我們預期會從律師 那裡聽到 而不是科學家 我同意這個觀點 基歐博士 看來你對你的結論非常肯定恰好 我在這個領域的 經驗比世上任何人都多 在這些層次上 鉛對人體是一 種嚴重的慢性傷害 沒有醫學 證據顯示鉛對公 眾健康構成威脅 採礦數百萬噸是不負責任的 將有毒物質分散到環境中 如果有傷害的證據 我們早就發現了 除非你的目的是銷售鉛 帕特森又與產業抗爭了二十年 才 終於讓鉛在美國的消費產品中被禁止 計算出地球年齡的那位人士 也為20世紀最偉大的 公共衛生勝利之一負責 在短短幾年內 兒童 血液中的平均鉛含量 急劇下降了約75% 現在 醫學界達成了共識 人類體內沒有什麼是完全無毒的鉛含量 不論多麼微小 如今 科學家們對其他環境危機發出警告 既得利益者仍然僱用自 己的科學家來混淆視聽 但最終 自然不會被欺騙 她是班上第一名的佩斯塔女士 我們週間的宇宙之星科學老師 下週日 探索宇宙的廣袤 前往宇宙最神秘的角落 一個重力強到連光都無 法逃離的地方 難道這 就是世界終結的方式嗎 一次如此強大的爆炸 它會讓超新星看起來像鞭炮一樣 我們安全嗎 全新宇宙 時空之旅 下週日