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How do scientists know how old fossils are?

2025/2/26
logo of podcast Moment of Um

Moment of Um

AI Deep Dive AI Chapters Transcript
People
J
Jameel Connor
旁白
知名游戏《文明VII》的开场动画预告片旁白。
Topics
Jameel Connor: 我是芝加哥菲尔德博物馆的化石爬行动物副馆长,也是一名恐龙古生物学家。化石仅存在于沉积岩中,而沉积岩以层状形式形成。我们使用地层叠加定律,这意味着位于上层的岩石比下层的岩石年轻。为了获得精确的年代,我们寻找的是火山岩层。火山爆发会留下火山残留物,其中含有可用于放射性同位素测年的元素。这些元素会随着时间推移转变为不同的元素,这是因为这些元素的原子结构中,一些中子是松散的。如果这些中子脱离元素,就会形成新的元素。我们知道所有不同元素的转变速度,因此可以反向计算岩石形成的时间。如果没有火山活动,则会比较困难。有些岩石天然含有放射性元素,例如犹他州的一些化石中含有铀,可以用来测年。否则,我们使用化石本身。古生物学最初的主要目的就是利用与不同时期相关的化石来确定岩石的年龄。 旁白: 科学家可以通过几种方法确定化石的年龄。化石的形成方式是生物死亡后被沙子或泥土迅速覆盖。所有物质都是从底部堆积起来的。如果科学家发现两块化石,一块靠近地表,一块埋得更深,那么埋得更深的化石一定先形成,因此更古老。为了准确测定化石的年龄,科学家使用放射性测年法。研究人员可以将化石或火山喷发形成的岩石样本放入特殊的机器中,测量称为同位素的微小物质的含量。同位素会随着时间推移改变形状,我们知道这种变化需要多长时间。因此,科学家可以利用这些信息反向推算这些特殊原子开始变化的时间,也就是化石成为生物体的时间。

Deep Dive

Chapters
Howie's curiosity about fossil dating leads him to explore the science museum's dinosaur exhibit and question how scientists determine the age of fossils. He then introduces Vernon's question, which sets the stage for the expert's explanation.
  • Howie's visit to the science museum sparks his question.
  • Vernon's question is introduced.
  • The episode sets the stage for an expert's answer.

Shownotes Transcript

你有没有见过几百万年前的恐龙化石,并想知道科学家是如何确定这些巨大骨骼年龄的?我们也有同样的疑问!所以我们请古生物学家Jingmai O’Connor来帮我们找到答案。有什么让你毛骨悚然的问题吗?请发送至BrainsOn.org/contact,我们将帮你挖掘答案!</context> <raw_text>0 来自Brains On幕后团队,这是“嗯的时刻”。“嗯的时刻”由APM工作室为您呈现。我是Howie Howerson。我的名字是Howie,这很有趣,因为我最喜欢问的问题也是“如何?”如何?

我总是充满好奇。而且我总是四处游荡。就像昨天,我漫步到科学博物馆。我参观了昆虫馆,那里有463种不同的甲虫。我知道,因为我想知道有多少。所以我数了数。昆虫馆的走廊尽头是我最喜欢的博物馆部分。恐龙。

我喜欢展出的所有化石,以及那些方便的标签,上面有很多问题的答案,比如化石的年龄。但你知道这让我好奇什么吗?科学家是如何知道所有这些恐龙的年龄的?我的好朋友Vernon也有同样的疑问。所以让我们看看专家是如何回答这个问题的。♪

嗨,我叫Vernon,来自西弗吉尼亚州埃尔金斯,我的问题是,科学家是如何知道化石年龄的?

我叫Jameel Connor,是芝加哥菲尔德博物馆的化石爬行动物副馆长。我是一名恐龙古生物学家,这只是说我是一名专注于恐龙的古生物学家的花哨说法。化石只来自沉积岩,而沉积岩是分层形成的。所以我们使用一种叫做叠加定律的东西,这基本上意味着如果你有这一层岩石

任何在其上面的岩石都会更年轻,任何在其下面的岩石都会更古老。所以这就是第一步,对吧?但是当我们真的想要得到精确的日期时,我们在这些沉积岩中寻找的通常是火山岩层。所以如果火山爆发,你知道,你就会得到这一层火山残留物,对吧?它将包含我们可以用于放射性同位素测年的元素。一些元素重叠

随着时间的推移会变成不同的元素。而发生这种情况的原因是,在这些元素的原子微观结构中,一些小部分,比如中子

基本上是松散的。所以如果它们从该元素中脱落,就会使该元素变成一个新的元素。我们确切地知道所有不同元素发生这种情况的速度。因此,这有助于我们计算出那块岩石一定是在什么时候形成的。现在,如果你没有任何……

当时的火山活动或附近地区,那么,你知道,它就会变得有点困难。而且,你知道,一些岩石会自然地包含这些放射性元素,例如,犹他州的一些化石。你会发现铀的存在,这样你就可以用它来测年。否则,我们使用化石本身。

所以这实际上是古生物学最初的目的,或者说是古生物学在 geologists 中的主要目的,是使用我们与不同时期相关的化石来说明,如果你有这种化石存在,那么你就知道这些岩石的年龄。怎么样?

科学家可以通过几种不同的方法来确定化石的年龄。化石的形成方式是,当生物死亡后,很快就被沙子或泥土覆盖。一切都是从底部堆积起来的。因此,如果科学家发现两块化石,一块靠近地表,一块埋得更深,那么埋得更深的化石一定先到达那里。所以它一定更古老。

但是为了实际确定化石的年龄,科学家使用一种叫做放射性测年的方法。

这意味着研究人员可以将化石或火山喷发产生的岩石的小样本放入特殊的机器中,以测量称为同位素的超微小物质的含量。同位素非常酷,因为它们会随着时间的推移改变形状,我们确切地知道这种变化需要多长时间。

因此,科学家可以使用它来倒推,并计算出这些特殊原子开始变化的时间。这就是化石成为生物体以来的时间。这有多酷?如果你喜欢这一集,请花一秒钟时间订阅“嗯的时刻”,无论你在哪里收听播客。

如果你对纸是如何制作的好奇,请查看Brains On播客,我们有一整集都是关于它的。想看看我们的节目如何栩栩如生吗?前往YouTube,在那里我们有很棒的动画Brains On剧集。在YouTube上搜索Brains On Universe并订阅。

如果你有疑问,我们很乐意帮你解答。请通过brainson.org/contact与我们联系。下次再见,后天再见,每天工作日再见。在那之前,嗯……也许有一天我会尝试开始问为什么。

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