這名地質學家,測出地球年齡,從而救了無數生命

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地球年紀幾大?

「地球幾歲?」身邊讀理科的朋友或許能答你「約 45 億年」,答案無誤,可是,是誰解開這千年之謎?那就是美國地質學家帕特森(Clair Patterson)。他對地球年紀的研究,不但讓後人知道自己站立的土地是如此古老,更拯救了無數生命。

帕特森生於 1922 年 6 月 2 日,長於美國愛荷華,自小就對科學大感興趣,學士碩士亦是主修化學。在二次世界大戰後,在戰爭期間參與過「曼哈頓計劃」的帕特森對科學熱情未減,於芝加哥大學攻讀化學博士——而這決定成為他名留千古的契機。

測量出地球年齡

圖片來源:National Academic Press

在芝大,指導教授布朗(Harrison Brown)向帕特森拋出「地球年齡多大」這千古難題,並請帕特森一同尋覓答案。在 1950 年代前,無人知道這盛載著 25.3 億人(當時世界人口),孕育大量文明,經歷無數戰爭的星球究竟有多古老。要到帕特森的博士論文出爐,謎題才解開。

原本布朗教授已對如何測量出地球年齡有些粗略的看法,然而,他需要一個懂得「光譜學」(spectroscopy)的化學學者才可成事。當在碩士課程中專攻光譜學的帕特森正好走到布朗眼前,萬事俱備,帕特森便在布朗指導下研究地球年齡。

帕特森的研究建基於對「隕石來源」的假設:太陽系的星體都是在同一時期形成,如果隕石是太陽系形成後未能形成天體,而遺留在太空的物質,那麼只要測量隕石的年齡,就可知道地球大約的年齡。因此,帕特森先花數年搜集隕石,然後到美國規模最大的阿貢國家實驗室(Argonne National Laboratory)借用最新款的儀器作實驗,並測得地球年齡約為 45 億 5 千萬年,這數字至今仍沒被推翻。

拯數無數生命

要測量地球年齡,對帕特森來說,最重要的是分析在隕石中的鉛(lead)。可是,在研究過程中,帕特森發現,無論水管、罐頭還是空氣都能找到鉛,所以真正的挑戰在於如何排除環境中的鉛污染。由於當時無塵房還未出現,帕特森只能盡力降低實驗室內的鉛含量,以準確測量隕石中的鉛。日常環境中鉛污染對實驗造成的麻煩枝節,令帕特森在完任測量任務後,轉陣對抗「鉛」。

帕特森發現,即使當時科學已確認鉛會引致癌症或腎衰竭等疾病,鉛還是被加入到如殺蟲劑、汽油等各種產品裡面;無處不在的鉛,使當代人身體含鉛量比起古人超出 500 到 1,000 倍。為了人類健康,他多年埋首研究,力證鉛毒之害,終於,美國國會在 1970 年通過潔淨空氣法(Clear Air Act),決議在 1986 年前,美國逐年降低含鉛汽油比例至零。

縱使人類至今未能完全躲避鉛毒,而港人也仍有喝鉛水的風險,可是,今日世界尚有一口潔淨空氣,實在有賴帕特森的努力。若果帕特森沒有測出地球的年齡,沒有發現無處不在的鉛,沒有走上對抗鉛毒的路,全人類的年齡也就縮短。