地球の年齢論争

地 球 の年齢 論争
十 が 45イ
‐にf f定
サ
也球 の F 報令
意台二で あ る とい う こ とは, 数 卜F T前
ウとt ゴ
か りで あ る。そ″しよ り
とさオ
も前 には, ダ ー ラ ィ ンや ケル ビン, ラザ フォー ドらを巻 き込 んだ 論 争 が , 過 去 3 世 紀 にわ
た っ て, i 教 し く繰 り広 げ られ て い た。 その過程 で は, ナ也質学者 と物 理 学 者 のメ寸立 もあ っ た
L . ノ ヾダ ッシ ュ
地球 は いつ 誕 生 したの か一 一 。 過 去 3
45億 年前,太 陽 が 最初 の熱 核 融 合 に
世紀 に もわ た る長 い 問, 科 学者 た ち を
よる光 を銀 河 の彼 方 に灯 した時 , こ の
崩壊 した。 そ して今 で は,地 質学者 と
悩 ませ続 けた問題 であ る。
大主教 ア ッシ ャー に始 ま り, ハ ッ ト
ン, ケ ル ビン卿 , ダー ウ ィ ン, ヘ ル ム
新 しい星 を取 り巻 くガ ス と塵 と微小 天
物 理 学者 との 間 の激 しい論 争 を通 じ,
体 が 激 し く渦巻 く雲 の 中 か ら,原 始 の
放 射性 元 素 を用 い た年代 決定 法 は世 の
地球 が 出現 した。 それ か ら 8億 年 を経
中 に広 く認 め られ て い る。
ホル ツ, ラザ フ ォー ド, ポ ル トウ ッ ド
て,雲 はよ り秩 序 だ った太 陽 系 へ と進
な ど, 著 名 な地 質学者 や物理 学者 まで
“
を も巻 き込 んでの , 激 烈 な 地球 年齢
"が
の 推 定 合戦
繰 り広 げ られ た。 そ し
化 し,第 3惑 星 は固化 し始 めた。
ケル ビン卿 の推 定 はその論 拠 を失 い,
地 球 の年 齢 に関 す る論 争 を通 じて明
らか に され たの は結局 ,次 の こ とで あ
地 球 の年齢 につ い ての これ らの数 値
る。 す なわ ち,科 学 の発展 の方 向性 を
の上 に,そ の後 の地 質学 と進 化 論 とが
決 め る上 で ,感 情 や直 観,既 得権利 と
てほんの 数十年前, 放 射性 年代 決定 法
成 立 して い る。 実 際 に は これ らの数 値
い った ものが ,論 理 や 実験 な ど と同 じ
に よ り, 地 球 の 年 齢 は 4 5 億 年 で あ る
とい う こ とで, こ の 問題 は一 応 の 決着
は,人 類 の長期 間 にわ た る事 実 の蓄 積
の結 果 の一 部 なので あ る。 しか し, こ
くらい重 要 な役割 を演 じて い る とい う
を見 たの で あ る。
う した年代 的 な考 察 は,か な り新 しい
地 球 の年齢 に関 す る疑 間 は直観 的 に
これ まで に登 場 した代表 的 な推 定 年
もので あ る。 実際 に,生 物 学 や地 質学
は,宇 宙 の構 造 や ,そ の 中 で の人 類 の
齢 は, ビ ュフ ォ ンが 1 7 7 9 年 に求 め た 7
は記述 的 な科学 で あ り,厳 密 な科 学 的
役割 につ い て の想 像 と同 じ くらい,永
万 5 0 0 0 年 , 1 9 世 紀 にケ ル ビン卿 が提
出 した 1 億 年, さ らに ガ イ キ ー は 1 億
議論 は,物 理学 に委 ね られ て い る。 し
遠 の疑 間 と思 われ るか も しれ な い。 実
たが って,過 去 150年 間 に,地 球 の年 齢
年以 上 で あ る と主 張 して い る。 この よ
につ い て提 出 され た 2つ の推 定値 は,
うに地球 の 年齢 に 関 す る科 学者 の 推 定
大 きな論 争 を引 き起 こ した。
際 多 くの文 明 にお いて地球 の創造 は,
宇 宙 の起 源 に関 す る疑 間 の一 部 として
取 り扱 われ て い る。 その結 果 「
宇笛 は
値 は数 限 りな くあ り, しか もその値 は
まった くバ ラバ ラだ った。
こ う した後 , 物 理 学者 の 手 に よ って,
地球 上 の 岩石 に含 まれ る放 射性 元素 の
最初 の推 定値 は,ト ム ソン (William
ThomsOn:後
の ケル ビン卿 )が 19世 孫己
ー ウ ィン
に 提 出 した。 しか し,Cダ
こ とで あ る。
何 度 も同 じこ とを繰 り返 す」 とい う宇
宙論 が 生 まれ た。
た とえばギ リシ ャ人 は,自 然 の歴 史
他 の地 質 学 者 に
は永遠 に繰 り返 され る と信 じて い た。
量 を分 析 して, 年 代 を決 定 す る方法 が
は, と うて い受 け入 れ られ る もので は
マ ヤ人 た ち は,現 在 の宇笛 が作 られ る
導 入 され た。 この 方 法 でボル トウ ッ ド
V5億 7000万 年 と い つ 年
は 9200万 ′
なか った。 ケル ビン卿 は,ち ょっ と考
前 に,同 じよ うな こ とが3114回 も繰 り
えた だ けで は間違 いが な さそ うな計 算
返 され た と考 えた。漢代 の 中国人 の 多
代値 を求 め た。 その後 ,さ らに研 究 を
を し,地 球 は 1億 年 前 に形成 され た こ
くも,同 じよ うな考 え を もって い た。
進 め ,22億 年 とい う値 を導 き出 した。
とを示 した。 それ は,当 時 の 多 くの人
が 考 えて い た 「
地球 は永遠 に存 在 して
彼 らは,宇 宙 は2363万9040年 ご とに破
20世 紀 に入 り,地 質学者 もこの 物理
的推 定 法 の正 確 さを認 め る よ うに な り,
その改 良 が続 け られ た。 その結果 ,最
(Charis Darwin)や
い た」 とい う もの に反 して い た。
しか し地球 の年齢 に関 す る推 定値 は,
壊 され ,再 生 され る と信 じて い た。
ユ ダ ヤー キ リス ト教 の伝統 的見解 も,
地 球 と宇 宙 の誕生 を 1つ の事 件 として
新 の 技術 を駆使 す る こ とで ,地 球 最古
今世紀初 め に出現 した放射性 元 素 を用
結 び付 けて い る。創 世 記 の物 語 に基 づ
の 岩石 は 38億 年前 につ くられ た こ と
い た年 代 決定 法 に よ り,地 球 の 年齢 が
い て,学 者 た ち は,ア ダ ム とイ プ以 来
な ど も確 認 され て い る。
数億 年 で あ る こ とが示 され た。 これ で ,
の世 代 交代 の 数 を計 算 した。 1654年に
サ イ エ ン ス 1980年 10月 号
96
一―
ライ トフ ッ ト ( 」
0 1 1 1 l L i g h t f 0 0 t ), は
ー
大 主教 ア ッ シ ャ の有名 な創造 の瞬 間
っ くりと冷 えつ つ あ る と考 えた。 そ こ
こ と もな い し, い か な る終 わ りの兆候
で 彼 は, 地 球 の組 成 と類 似 した小球 を
も予 想 で きな い」 と述 べ てい る。
の計 算値 を よ り正 確 に修正 した。 ュ リ
作 り, そ の 冷却 の割 合 を測定 , 地 球 の
ウス暦 に よれ ば, メ ソポ タ ミア時 間 で
年齢 は7 万5 0 0 0 年で あ る と推 定 した。
現在 か ら2 6 万4 0 0 4 年前 の1 0 月2 6 日午 前
9 時 だ った と求 め たので あ る。
地 質学 的 な地球 年齢 の 推 定
地球 が , そ れ以 外 の宇 宙 とは まった
しか しハ ッ トン と同時 代 の人 々 は,
地 質学 的 な期 間 とい う もの に興 味 を抱
ロモ ノ ソフ も ビュ フ ォ ン も, 地 球 の
い た。 彼 らは, あ る特定 の場 所 の岩 石
絶対 年代 を厳 密 に求 め よ う とした数 少
と土 壊 の連 続 的 な地 層 は, そ れ らが つ
な い科 学者 で あ る。 い や実 質 的 に は,
くられ た順 番 を表 わ して い るので はな
彼 らだ けだ った とい って も過 言で はな
い か と 考 え た。 1 9 7 0 年
代 に ス ミス
い。 他 の , 1 8 世 紀 の 自然科学 者 たち は,
V i l l i a l n S i n i t h ),はこ の 認識 を確
(ヽ
く独 立 につ くられ た とい う こ とを最 初
この 問題 を真 剣 に考 えた として も, そ
固 た る もの に した。 す なわ ち, 違 う場
に主 張 した科学者 の ひ と りに, ロ モ ノ
のす べ て を神 の手 に委 ね るか, あ る い
所 の 2 つ の地 層 で も, そ れ らが 同 じ化
ソ フ (ヽlikhail V LonionOsOv)が ↓ゝ
は単 に, 地 球 も生 物 も途 方 もな い長 い
石 を含 んで い れ ば, こ の地 層 は同 じ年
る。 18世紀 半 ばの こ とで あ る。彼 は,
時 間 をか けて現 在 の状 態 に到達 した と
代 の もの と見 なせ る とい うので あ る。
地球 と宇宙 の形成 の間 に は,何 十万 年
考 え るか , の い ずれ か だ った。
もの 開 きが あ る と主 張 した。 1779年に
この概 念 を発展 させ る こ とで, 自 然
ハ ッ トン ( 」
a m e s H u t t O 1 1 ) は1 7 7 5
科 学者 た ち はそれ ぞれ の地 層 の年代 を
記 録 し, 地 質 年代 の継 続 時 間 を推定 し
地 球 の年齢 を実験 的 に求 め よ う と した。
年, こ う した考 え方 を, 彼 の古典 的 な
F 地球理 論』の で
中 , 「私 た ち は これ ま
始 めた。 しか し, 地 層 の形 成 に要 す る
彼 は,地 球 が 最初 の 高温状 態 か ら,ゆ
で, す べ て の始 ま りの痕 跡 を発見 した
時 間 につ い て は, 大 まか な推 定 しか で
ビュ フ ォ ン (COnlte de BuffOn)は,
,
,
f
亨
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や
中ｒ／
対
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宅ンと
与 ヴ
串
地 球 の 年 齢 に 関 す る激 しい 議 争 古 生代のイ
し石 で武 装 した層仕学
者, グリフィス ( R たh a r d G 高付R h ) ヵく
, 古 生物学者, フ ィリップス ( 」
ohn
P h i l l i p s攻撃
) の を受け流 しているところである。この浸画r よ1 8 4 3 年に描かれ
た もので, これらの化石 を含んだ岩石層の相対的な年代についての論争 を,
サ イ エ ン ス 1 9 8 9 年1 0 月号
務 ―
!
風 刺 した もの であ る。 この よ うな, さまざ まな年代 決 定 の 試 み は, 地 球 の 年
齢 を推定 す る うえで役 に立 った。 一 方, レ フ リー を務 め て い る地 質学 者 の マ
ー テ ソン ( R o d e t t c k M u r c h に
o n ) は , 古 生 代 の地 層 を示 す 一 種 の 陣 羽 織 を羽
織 って い る。
当時 はウ ィ リア ム ・トム ソン とい った)
が 1862年,地 球 は 4億 ∼ 2000万年前 の
い くこ とを知 って い た。
1 8 3 0 年に ライ エ ル ( C h a r l e s yIeフ
11)
間 のいつか ,形 成 され た と結 論 したの
Fourier)の 熱 伝 導 理 論 を用 い て,彼
は, こ う した試 み に理 論 的考 察 を加 え
は,地 球 の温 度 分布 が 時間 と共 にいか
た。 ライ エル は,岩 石 層 や その他 の地
を聞 い てび っ くりした。ト ム ソ ンは斉
一 説 を証 明 で きな い として , こ れ を拒
質 学 的 な構造 が形 成 され ,侵 食 され ,
否 した。 彼 をは じめ当時 の 多 くの物 理
レ
に変 化 す るか を予 測 した (RNブ
「
ー
イ ス ウ ェル フ リエ 変換 」 サ イ エ ン
再 び形成 され るの はい つ も,一 定 の割
学 者 た ち は,初 め地 球 は溶 けて い た,
ス1989年 8月 号 参照 )。彼 は,太 陽 か ら
合 で起 こって い る と主 張 した。 しか し
と信 じて い た。 その地 表 は冷 えて回 ま
の熱 の効 果 や潮 汐摩 擦 の効 果 を考慮 し,
実 際 に は 自然 科学者 た ち はだれ も,ラ
るが ,コ ア は相 変 わ らず溶 けて い る。
イ エル の考 え方 を応 用 して,地 球 の年
そ して地球 の内部 に い くほ ど温 度 は高
計 算結 果 の信 頼性 を よ り高 め た。 そ し
て,地 球 の年齢 を2000万∼ 4000万年 の
齢 を計 算 してみ よ う とは しなか った。
地 質学 的 な過程 につ い て の デ ー タが ,
くな って い る と考 えた。
間 と推 定 した。
あ ま りに も乏 しか ったか らだ。
は,最 初 の状 態 か ら,現 在 の状 態 に ま
しか しライエル は多 くの 自然 科学者
を説 いて,そ の主張 を斉 一 主 義者 に変
えた。斉 一 主義 とは,過 去 の地 球 にお
で 冷 え るの に要 す る時間 を計 算 した。
トム ソンの 仕事 は,無 限 に長 い時 間
彼 は,地 球 が 形成 され た時 の重 力 的収
とい う考 えで満足 して い た地 質学者 を
縮 が ,地 球 の熱 のす べ て を生 み出 した
悩 ませ た。 彼 らは,自 分 た ちの分野 に
い て破局 的 な変化 や急激 な成 長 が なか
と推 測 した。加 えて,若 子 の寄 与 が 太
干 渉 して きた この大胆 な物理 学者 に慣
った と考 え よ う とす る立場 で あ る。 す
陽 か らももた らされ る。
慨 したが ,そ の反論 を試 み る こ とは し
きな いので, そ の推 定 値 は大 き くば ら
つ い て い た。
フ ー リ エ ( J e Ba an p‐t iJ so ts e ‐
p l l
地球 の年齢 を求 め るため に トム ソン
地 質学者 と物理 学者 の 論争
なわ ち,岩 石 や化 石 か ら導 かれ る結 論
続 いて彼 は,地 球 が 熱 を どの くらい
は,そ れ ぞれ の地 質学 的 な期 間 が 非 常
よ く伝 えるか,そ して地 球 を溶 か した
トム ソンの計 算 は,理 論 と物 理学 の
に長 い問,た ぶ ん数億 年 も続 くので あ
り,あ るい は,あ る量 だ け温 度 を上 げ
基盤 に基 づ き,難 攻 不落 の よ うに見 え
り, し たが つて地球 の年 齢 は さ らにそ
るの に どの くらい の熱 が必 要 か を調 べ
た。 しか し彼 の結論 は最終 的 に は,多
れ よ り数倍 も長 い とい う こ とで あ る。
た。彼 は,熱 力学 の第 2法 則 に よる と,
地球 はエ ネ ル ギ ー を真 空 で 冷 た い宇宙
くの点 で 間違 って い る こ とが 証 明 され
た。 とはい え,定 性 的 な議論 に基 づ く
に放 射 しなが ら,一 定 の割 合 で 冷 えて
地 球 年代 学 は,定 量 的 な方法 で決 め ら
したが って 自然 科学 者 た ち は,ケ ル
ビン卿 (グラ ス ゴー 出身 の物 理 学 者 で ,
なか った。
れ た値 に よってす ぐに覆 され る とい う,
概 念 的 な クー デ ター を起 こ した こ とで
パ ター ソ ン ●
ポ ル トウ ツ ド●
.ホ _ム ズ
現
●
在 の 推 定値
は,高 く評価 され よ う。 19世紀 の終 わ
りまで, ト ム ソンの推定値 は,そ の他
の あ らゆ る試 み に対 す る標 準 値 として
位 置 づ け られ,そ の比 較 に用 い られ た。
● ガイ キ ー
. ジ ョリー
はな く,生 物 学者 に も シ ョックを与 え
た。Cダ ー ウ ィ ン は トム ソ ンの こ と
０ ０
地 球 の年 齢 ︵
年︶
トム ソ ンの結 果 は,地 質学 者 だ けで
を,「その求 めた地球 の年齢 が ,内 気 な
フ
いに突 き刺 さる
自然 科 学者 に とって 『
憎 むべ き
厄 介 な問題 』 を もた ら した 『
妖怪 』」 と表現 して い る。
C.ダ ー ウ ィ ン を は じめ他 の 生 物 学
●
ビ主フ ォン
104
者 は,複 雑 な生物体 が 進化 す るに は,
ア ッ シ ヤー
4000万年 は余 りに短 す ぎる と考 えて い
103
1750
1800
1850
さ ま ざ ま な 分 野 の 科 学 者 が 推 定 した 地 球 の 年 齢
1900
地
1950
2000
質学者 と物理学者は, 地球 の年齢が, 何
百回とい う人類の世代交代 に相当する程度の ものではな く, 数 十億年であることを明 らかに した。図中
の赤 い点は, 聖書の記述に基づ く地球 の年齢 の推定である。
1 7 9 5 年から1 8 6 2 年にかけてほ とん どの地質
学者は, 地 球 は永遠に存在 していたか, 少 な くとも測定できない くらい長いと考えていた。
98
た。 しか し,現 存 す る生物 も化 石化 し
た生 物 もその進化 に要 した時 間 につ い
て,ま った く独立 な計 算 法 の根 拠 を も
た らして は くれ なか った。生物 学的 な
カ レンダ ー は結局 の ところ,地 質学 に
サ イ エ ン ス 1989年 10月 号
頼 って い たか らで あ る。
C ダ ー ウ ィ ンの強 力 な 支 持 者 で あ
るハ ックス レイ ( T h O m a s H H u x l e y )
ブ リッジ大 学 の天 文 学 教 授 で あ る G
ダ ー ウ ィ ン (George H Darwin)が
は, トム ソンの 主張 の うちで , 最 も非
,
「
続 いて この論 争 に加 わ った。彼 は 速
いス ピー ドで 自転 す る溶 けた地球 か ら
難 を受 けや す い点 を攻 撃 した。 ハ ック
月 が生 まれ た」 と主 張 した。 そ して ト
ス レイの主 張 は, ビク トリア朝 後期 の
ム ソ ンの最初 の推 定値 は,地 球 の潮 汐
地質学者 が物 理 学 に感 じて い た侮 蔑 や ,
彼 らが定量 的 な デ ー タに対 して抱 い て
い た気 の進 まない 関心 を, 縮 図 に した
力 に よって地 球 の 自転 周期 が 現在 の値
よ うな もの だ った。
発 見 した。
で あ る24時 間 に減速 され る まで に要 す
る時 間 と,極 めて よ く一 致 す る こ とを
い った。 しか し,地 球 の 年齢 を測定 す
る試 み のす べ て は,地 質学 的過 程 の時
間変化 の割 合 に基 づ くもので,そ の 数
値 は不 確 か な もの だ った。
したが って ,地 球 の 年齢 につ い て は
相 変 わ らず:疑 問 が 残 った よ うで あ っ
た。「
地 球 や 太 陽 の 熱 はす べ て,重 力収
縮 の結 果 生 じる」 とい う主張 に対 して
も,い くつ か の批 判 が 投 げか け られ た。
つ ま り,他 の エ ネ ル ギ ー源 の可能性 が
彼 は1 8 6 9 年, ロ ン ドンの地 質学会 の
会長演説 で 「
現 代 の地 質 学者 は もはや
一
絶対 的 な斉 主義 に こだわ って はい な
以 前 に も,ス ミスの甥 で ,生 徒 で もあ
はなか った と主 張 した。 またあ る人 は,
い だ ろ うが , そ の原 理 は まだ利 用 で き
った フ ィ リップス (」
ohn Phillips)が,
地 球 の 内部 は今 で も溶 けて い る と主 張
る はずで あ るJ と 主 張 した。 そ して彼
地球 が 存在 して い たの は9600万年 で あ
した (内部 が 液体 状 態 だ とす る と,熱
は トム ソンにつ い て, 次 の よ うに述 べ
てい る。「数学 的考 察 過程 が い か に厳 密
る と主 張 して い た。 この結 果 は,川 の
は対 流 に よって運 ばれ る。 トム ソンは
推 積物 に よ る地 層 が 形成 され る割 合 か
この こ とを考慮 して い なか った)。そ し
で あ ろう と も, そ の結 果 につ い て, 全
ら計 算 した もので あ るが ,こ こで 用 い
体 として は とて も承 認 で きな い よ うな
た割 合 は明 らか に間違 って い る。 1868
て また別 な人 は,侵 食 や堆 積 や塩 分濃
度 の デ ー タ に疑 間 を投 げか けた。
権威 を導 き出す こ とは許 され な い。何
ペ ー ジに もわ た って公 式 を並 べ て も,
用 い るデ ー タが いい加 減 で あ る限 り,
年 ,ス コ ッ トラ ン ド地 質調査所 の所 長
で あ るガ イキ ー (Archibald Ceikei)
前世 紀 の終 わ り頃 に は,地 質学者 は
一般 的 に
,地 球 は誕 生 以来約 1億 年 が
は,侵 食 の証 拠 を注意 深 く調 べ ,地 球
経 過 した と考 え る よ うにな って い た。
そ こか らはっ き りとした結論 は得 られ
は 1億 年以上 は古 くな い と結 論 した。
1899年,ダ ブ リ ン 大 学 の ジ ョ リ ー
しか し彼 らは依 然 として, ト ム ソンの
主 張 とは和 解 して い なか った。 一 方 ト
ハ ックス レイ はたぶ ん, 地 球 か ら放
(John Joly)は
初 めて,地 球 の年齢 を
ム ソン はその 頃,そ の科学 的業績 に よ
射 され る熱 は, ト ム ソンが 考 えた よ り
測 る本 当 の意 味 で の新 しい地 質学 的 な
つて貴 族 階級 に列 せ られ ,ケ ル ビン卿
ももっ とず っ とゆ っ くり放 射 され て い
方 法 を考 案 した。 彼 は海 の塩 の起 源 に
と称 して い た。 ケ ル ビン は相 変 わ らず
る と主 張 したか ったの だ ろ う。ト ム ソ
つ いて考 え,そ れ らはす べ て,鉱 物 の
ンは, 彼 の推定 が 控 え 目な もの だ と思
堆積 物 が侵 食 され ,水 に溶 け込 んで海
熱伝 導 の式 を い じ くりまわ して, も っ
と短 い時 間 ス ケ ー ル を得 よ う とし,そ
っていたが , そ の 数値 につ い て は確 信
に もた らされ た結 果 で あ る, と主 張 し
の 間 ず っ と地 質学 的証 拠 につ い て は顧
を もて なか った。
た。 また,海 の塩 分濃度 は決 して減 少
み よ う とは しなか った。
さ まざ まな推 定 年齢 の 登 場
しな い と も主 張 した。 したが って ジ ョ
リー は塩 分 濃度 を,地 球 の年齢 の推 定
ル ビンの物 理 的計 算 法 を うのみ に は し
に関連 づ けて考 えた。
な くな って い た。 彼 らは 自分 た ちの方
な い」 と。
しか し トム ソ ン は もはや , ひ と りで
地 質学者 と論 争 を続 け る必 要 はなか っ
何 人 か の地 質学者 が , ト ム ソンの地
球 の 年齢 の考 えに同意 した。ト ム ソン
ジ ョ リー は,毎 年海 に流 れ込 む水 と,
言 及 され たので あ る。
あ る人 は,地 球 はか つて溶 けた こ と
地 質 学者 た ち もこの頃 まで に は,ケ
法 に 自信 を もち (それ は,保 証 され た
たので あ る。米 国 の天 文 学者 ニ ュー カ
流水 中 の単位 体積 当 た りの塩 の量 につ
わ けで はな い の だ けれ ど),高名 な物 理
ム (Simon Newcomb)と
ドィ ツの物
い て ,当 時 の最 もよい デ ー タ を集 めた。
学者 が 導入 した数 多 くの仮 定 に基 づ く
理 学者 ヘ ル ム ホル ツ (Hermann von
Hdmholtz)ヵ S,星 雲 が 重 力 的 に収 縮
彼 は,塩 分 の 毎 年 の増加 率 を計 算 した。
論 議 よ りも正 しい と考 え る よ うにな っ
そ して,海 の塩 分 濃度 にその絡 体 積 を
て い た。
し,現 在 の太 陽 の大 きさにな る まで の
か け,そ の積 を,毎 年 の増加 率 で割 っ
そ して つ い に,互 い に その結 果 が 一
時 間 を計 算 し,論 争 にカロわ ったか らで
た。 この よ うに して,塩 分 を含 む海 が
8000万∼ 9000万年 か けて つ くられ る と
致 す る よ うな,い くつ か の 年代 決定 法
あ る。彼 らは互 い に独立 に,(太 陽 が生
まれ る以 前 に は地 球 は存 在 しなか った
結 論 した。
に もわ た る厳 しい探 査 と調査 ,源 J定 と
とす る と)地 球 の年 齢 の上 限 は 1億 年
で あ る とい う結 果 を得 た。
有名 な Cダ ー ウ ィ ンの 息子 で ,ケ ン
サ イ エ ン ス 1 9 8 9 年1 0 月号
を発見 した。 地 質学者 た ち は,数 十 年
その後 の数 十 年 の 間 に,地 球 が 1億
分 類 の後 ,定 量 的 な科 学 の従弟 の 身分
年 前 か それ以 前 に形 成 され た とい う主
か ら,や っ と解放 され た こ とを感 じて
張 に 同意 す る地 質学 者 の数 は増 加 して
い た。
じ量 の水 を解 かす の に十 分 な熱 を発生
す る」 と発表 した。 この時 に は,事 情
は まった く異 な って いた。人 々 は,ほ
とん ど無尽 蔵 とも思 え る, こ の豊 富 な
エ ネ ル ギ ー に注 目 したの だ った。
この エ ネ ル ギ ー は, ど こか らや って
ー
くるの だ ろ うか ? ラ ザ フ ォ ドとバ
ー ネ ス (I=Oward T_Barnes)は ,そ の
源 を発 見 した。彼 らは,発 生 す る熱 宝
が ,放 射 され る ″ 粒 子 の数 に比例 す る
こ とを示 した。 これ らの粒子 が近 くの
原子 と衝 突 す る と,粒 子 の運動 エ ネ ル
ギ ー は熱 に変換 され るので あ る。
地 質学者 たち はす ぐに,熱 と放 射能
の関係 が ,地 球 の年齢 の決定 に重大 な
影 響 を及 ぼす で あ ろ う こ とを認識 した。
ケ ル ビンは,地 球 の熱 が太 陽,あ る い
は初 期 の溶 けた状 態 か らや って くる と
仮 定 した。 この場 合,太 陽 に しろ,溶
一
けた状 態 に しろ,重 力 的 な収 縮 が 唯
の エ ネ ル ギ ー 源 で あ る。 もし地 球 と太
す ぎな
部 ( 左上) は , 地 球 の年齢が 2 0 0 0 万 年 1 こ
地 球 の 年 齢 を推 定 した 科 学 者 た ち ケ ル ビン〕
ー
ド(
ト
ウッ
B
e
A
r
a
m
B
B
O
m
v
O
O
d
,
左 下)
, 右と ボル
いと推定 した。 ラザフォ ド( E r n e s t R u t h e t t o r d上)
ー
ムズ
(
Anhur
は, 地 球 の年齢が 1 0 億年以上 もあることを決定づける, 放 射年代決定法を考案 した。ホ
H o i m e s , 右 下) は , これ らの方法 を人 々に認めさせ るために, 大 きく貢献 した。
陽 が ,十 分 な量 の 熱量 を供給 で きる多
量 の放 射性 物 質 を内部 に含 んで い る と
した ら,こ の発 見 に よ り,ケ ル ビ ンや
その他 の人 々が 提 出 した,地 球 の 冷却
を基 に地球 の年齢 を決定 す る方 法 は,
しか し物 理学 者 は再 びす ぐに,地 質
1に 大切 なの は,放 射 性 元 素 その もの
ー
よ りも,α (アル フ ァ)線 ,β (ベ タ)
す べ て誤 りだ つた とい う こ とにな る。
ー
1903年に G.ダ ー ウ ィ ン とジ ョ リ
学 者 の縄張 りに立 ち入 り,地 球 の年齢
線,γ (ガ ンマ )線 の放 射 で あ る (後 に
が 初 めて, こ う した主張 を行 な った。
を計算 す る こ とにな った。 今 度 は,放
α粒 子 はヘ リウム の原子核 と同様 , 2
放射 能 は少 な くとも部 分 的 に は,地 球
射能 の研 究 が きつか けだ った。 1896年,
つ の 陽 子 と 2つ の 中性 子 か ら成 り,β
や太 陽 の熱源 に寄与 して い るか らで あ
ベ ク レル (A Henri Becquerel)が ,
線 は電 子 の放射 で あ り,γ 線 は電 磁 放
る。 しか し,果 た して地球 の内 部 に は,
その現 象 を発 見 し, 1 8 9 8 年 に M キ ュ
ー リー (Marie S Curie)と Pキ ュー
射 の光 子 に相 当 す る こ とが 発 見 され
その差 が測 定 で きる くらい に十分 なJIと
た)。
め て, 放 射性
リー ( P i e r r e C u r i e初
)が
これ よ り少 し前 の1900年,カ ナ ダ の
モ ン トリオ ー ル に あ る マ ギ ル 大 学 の
の放 射性物 質 が 存 在 す るだ ろ うか ?
一
私 た ち はす で に,そ の答 えの 部 を
放 射性 元素 を使 った推 定
元素 で あ るポ ロニ ウム とラ ジ ウ ム を検
出 した。続 いて1 9 0 2 年と1 9 0 3 年, ラ ザ
フ ォー ド ( E r n e s t R t i t h e r f o rソデ
d)と
ラザ フ ォー ドとマ ック ラ ン グ (R.K.
手 に して い る。 ド イ ツ,ウ ォル フ ェ ン
ビュ ッテル の 2人 の学校 教 師,エ ル ス
ガ イテ ル (llans
ulius Elster)と
タ ー (」
い くつか の
McClung)は ,そ れ ぞれ の放 射 線 が 膨
ー
大 な量 の エ ネル ギ を運 ぶ こ とを示 し
F.Geitel)は1901年,大 気 中 に放 射能 を
論 文 で , 放 射 能 の素過 程 につ い て説 明
た。 しか し彼 らの この論 文 は,放 射 線
検 出 し,そ の後 す ぐ,土 壌 中 に も検 出
につ い て研 究 して い る物 理 学者 や化 学
一
ー
者 の,ご く 部 の研 究 グ ル プ以 外 で
した。
りで はな く,多 くの熱狂 的 な ア マ チ ュ
化 学元素 の原子 が 自発的 に変 化 して,
は,ほ とん ど注 目 され なか った。
一 方 1903年,Pキ ュー リー とラボ ア
アが ,放 射能 を含 ん だ雨 や雪 ,地 下水,
別 の元素 の原子 にな る こ とで あ る。
ジェ (Albert Laborde)が,「 ラ ジ ウム
さ らに はナイ アガ ラの滝 の近 くの霧 に
は毎 時 間 当 た り,自 分 自身 の重 さ と同
も,放 射能 を検 出 した。地 質学 者 た ち
ィー (Frederick SOddy)が
を与 えた。
彼 らは, 放 射能 の こ とを正 し く説 明
して い る。 す なわ ち放 射 台ととは, あ る
地球 の年齢 を決定 す る際 に, まず第
ま もな く,専 門家 で あ る科学 者 ばか
サ イ エ ンス 1989年 10月 号
100
半 減 期 は数 十 億 年 か ら100万分 の 1
含 を発 見 した。 もしラム ゼ イー ソデ ィ
ー の割 合 が正 確 で ,そ の形 成以 来鉱物
秒 まで,大 きな幅 が あ る。 ウラ ン, ト
中 か らヘ リウ ムが 逃 げな い (どち らも
ト (Robert」.Strutt)は,多 くの岩 石
リウム,ラ ジ ウム は長 い半減 期 を もち,
真 実 か らの飛躍 が あ るが )と す る と,
中 に微量 の ラ ジ ウム を発 見 した。 実際
に はス トラ ッ トは,地 球 上 に一 様 に分
したが って地 球上 に現在 で も存在 す る。
一 方,短 い半減期 の元 素 は,一 時 的 に
存 在 す るヘ リウム量 か らサ ンプル の 年
布 して い るに して は多 す ぎる くらい 多
しか存 在 しな い。 つ ま り,岩 石 中 にあ
齢 を決 め る こ とが で きるだ ろ う。 ラザ
フ ォー ドは,自 分 の もって い るフェル
量 の ラジ ウム を発 見 した (それ は,そ
る特定 の放 射性 元素 が 存在 す るか しな
グ ソナ イ トの年齢 が4000万年 で あ る こ
の他 の放 射性 元 素 か らの寄 与 を考 え る
いかが ,そ の年代 につ いて の手掛 か り
必 要 が な い くらい 多量 で あ った)。その
を与 え る こ とにな る。 す なわ ち,放 射
とを突 き止 め,自 慢 した。
一 方 ボル トウ ッ ドは,崩 壊 系列 の最
放射能 だ けで も,地 球 内部 の 熱 をす べ
性 元 素量 の分 析 を通 じて,岩 石 の絶 対
後 の生 成 物 を探 そ う と思 った。放射性
て説 明 で きる くらい だ った。 彼 の仕事
年齢 が 求 め られ るので あ る。
元 素 が 崩壊 す るに つ れ ,最 終 生成物 の
は もはや,地 球上 に放射 能 が 広 く分 布
して い る こ とを疑 わ なか った。
その濃度 に関 して い えば,ス トラ ッ
る まで の時 間 の こ とで あ る。
に よ り,地 球 の年齢 は無 限 の 時 間 まで
放 射 性 元 素 は,そ れ ぞれ 固有 の崩壊
量 は年 々増 加 す る。 当時 すで に,ラ ジ
引 き伸 ば され る こ とが示 唆 され た。 と
系列 を もつ 。 す なわ ち,放 射性 元 素 は,
ウムが ウラ ンの崩壊 系列 の生成 物 で あ
い うか,地 球 が 冷却 す る とい う証 拠 は
安 定 な元 素 に至 る まで次 々 と崩壊 し,
る こ とは知 られ て い た。 1905年にボル
発見 されず ,年 齢 の推 定 は困難 にな っ
1つ の連 続 的 な元 素 系列 を構 成 す る。
トウ ッ ドは,鉛 が 最終 的 な生成 物 で あ
た。
ウラ ンラジ ウム,ウ ラ ンア クチ エ ウム ,
る こ とを指摘 した。
トリウム 系列 な どが ,今 世紀 の初 め頃
ウ ラ ンか ら鉛 とい う仮 説 につ いて は,
ラザ フ ォー ドもそれ を支持 す る別 の証
科学者 たちの コ ミュニ テ ィー は この
事態 に,二 面価値 的 に反応 した。 オ ッ
クス フ ォー ド大 学 の ジ ョ リー とソラス
Sollas)ヤ
よ, ス トラ ッ ト
(WVilliam」
にす で に知 られ て い た。
放 射性 元 素 を用 い た岩 石 の年代 決定
方法 は,放 射性 元 素 とその崩壊 系列 の
拠 を提 出 して い る。 彼 の論点 は次 の よ
うな もの で あ る。
もし,ウ ラ ンが ラ ジ ウム に崩壊 し,
研 究 か ら発 展 させ た もので あ る。 ラザ
フ ォー ドや放射 化 学者 の ボル トウ ッ ド
ラ ジ ウ ム (当時 その原 子量 は225と考 え
, こ の分
られ て い た)と 娘 元 素 が 5個 の α粒 子
(それ ぞれ が 4の 原子量 を もつ )を 放
自 らの推 定値 が 他 の もの に とって代 わ
野 の研 究 を開拓 した。
エ ー ル 大 学 を卒 業 した後 ,顧 問化学
出 した とす る と, こ の崩壊 に よって原
られ る こ とを歓 迎 したが ,公 式 に は相
者 と して ボル トウ ッ ドは,数 多 くの鉱
子 量 205の元 素 が生 じるだ ろ う。これ は
変 わ らず論 争 を挑 んで い た。 その他 の
物 サ ンプル ,な か で もウラ ンや トリウ
人 たち は,ケ ル ビンの地 球 の 年齢 か ら
ム を含 ん だ鉱物 で あ るモ ナズ石 を分析
鉛 の原 子量 2069と ,あ ま り違 わ な い。
ボル トウ ッ ドは,ラ ザ フ ォー ドが初
解放 され るの を喜 ば し く思 った。 結 果
めて鉛 法 を用 いて岩 石 の年代 決定 の可
として,放 射 能 はケル ビンの理 論 的拘
した。 1904年,カ リス マ性 を もつ ラザ
フ ォー ドの講 義 をエ ー ル大学 で受 けた
束 か ら人 々 を解 き放 った だ けで な く,
時,ボ ル トウ ッ ドの放射 性 元素 に対 す
にその可 能性 を確 か めたの は化学者 で
地球 の年齢 を決 め る手 掛 か りを与 え る
る好 奇 心 に火 が つ い た。彼 は崩壊 系列
こ とにな った。
の元 素 の 間 の 関係 を記載 し始 め た。
その年 の後 半 に ラザ フ ォー ドは,鉱
あ る。 1905年の終 わ りまで に,26個 の
異 な る鉱 物 試 料 を分析 し,9200万 ∼ 5
億 7000万年 とい う年代 値 を得 て い る。
岩石 中の 放 射性 元素量 の 分析
物 中 の ヘ リウム を測 定 す る こ とで,地
新 しい 方 法 の評 判 を落 とさな い た めに
今世紀 初 めの数 年 間,ラ ザ フ ォー ド
とソー デ ィが ,放 射能 は実 際 に 自然 の
球 の 年齢 を決定 す る方法 を提案 した。
ラザ フ ォー ドは当時,そ れ は1908年に
は, こ の 結 果 が公表 され なか った こ と
錬金術 で あ る こ とを提 唱 した時,放 射
証 明 され た ので あ るが ,次 の よ うに考
の ラ ジ ウ ム とウラ ンの比 が正 し くなか
性元素 に対 す る科 学 的熱狂 は,放 射 に
えた。 ヘ リウ ム はあ る特 定 の崩壊 系列
ったか らで あ る。
対 す る熱狂 に とって代 わ る こ とにな っ
一
た。彼 らに よれ ば,放 射 性 元 素 は 定
の生 成 物 で はな く,2つ の電 子 と α粒
子 が 結 合 す る時 ,す べ て の崩壊 系列 で
その理 由 は 2つ あ る。1つ は,ラ ジ
ウム量 を測 定 す るため に ラザ フォー ド
の割合 で 崩壊 し,異 な る化 学 元 素 に変
形成 され る。
が用 い た 目盛 りが狂 って い た こ と,も
化 す る。 この崩壊 率 の こ とを半減期 と
う 1つ は,ラ ジ ウム の半減期 が1905年
い う。半減期 とは,あ る量 の放 射 性 元 素
ラ ム ゼ イ爵 (William Ramsay)と ソ
デ ィー は,ロ ン ドンの大学 カ レ ッジで,
か ら1906年にか けて,何 度 とな く修正
の原子 の半 分 が ,崩 壊 生 成物 に変 化 す
ラ ジ ウ ムか らヘ リウムが つ くられ る割
され て い るか らで あ る。求 め る岩石 の
の研究 に よ り,地 球 の 年齢 を約 1億 年
とした 自分 た ちの研 究 が 覆 され る こ と
を心配 したる ケル ビン 自身 の感 情 も 2
つ に分 かれ てい た。彼 は,個 人 的 に は
サ イ エ ンス 1 9 8 0 年 1 0 月号
(Bertram B Boltwood)が
能 性 を示唆 した と述 べ て い るが,実 際
は幸 運 だ った。 これ は,ボ ル トウ ッ ド
101
ボル トウ ッ ドは,も し毎 年 100億1問の
ウラ ン当 た り 1個 の ラジ ウムが おj破す
る とした ら,100億個 の ウラ ンか ら毎 年
1個 の鉛 が つ くられ るはず だ と推 測 し
た。 ボル トウ ッ ドは この 関係 を法則 に
ま とめ た。す なわ ち,岩 石 の年齢 は100
億 年 に鉛 とウ ラ ンの比 を乗 じた もの に
な る。 この よ うに して彼 は,閃 ウラ ン
鉱 のサ ンプル につ い て,そ の比 が0.041
で あ る こ とか ら 4億 1000万年,方 トリ
ウム石 につ い て の比 が0,22であ る こ と
地球 の姿
1500年
に ハ ン トー レノ ックス地球 儀 (左)を 作 った地 図作 成者 は,地 球 の 年 齢 を推 定 す
るの に,聖 書 の 記述 を用 いた 。 その 計 算 間違 いは,80万 倍 以上 に も及 ,Sく
。 宇 宙 か ら見 た地球 (右)を 撮
影 した宇 宙 飛行 士 は ,地 球 の誕 生 が 45億 年前 であ る こ とを,放 射 年代 決定 法 に よ って知 って い る。
か ら22億年 とい う年代 を計 算 で 求 め た。
も しラ ジウム の半減 期 に もっ と正 m:
な値 を使 えば,実 際 に は,ボ ル トウ ッ
ドのサ ンプル の年齢 は約 2500万年 か ら
13億年 の範 囲 にあ る こ とにな る。 た と
年齢 は, これ ら 2つ の数値 に よって大
され る α粒 子 の 数 か ら求 め た もの と
ほぼ一 致 した (ちなみ に,現 在 受 け入
え この よ うな修 正 を行 な って も,方 ト
れ られ て い る この値 は1620年で あ る)。
い。と い うの は, ト リウムが 崩壊 す る
放 射性物 質 の崩壊 が 指 数 関数 的 に与 え
こ とに よ り鉛 が つ くられ るが ,鉛 は同
られ る として, 1年 ご とに崩壊 して い
くラ ジ ウム の割 合 は,ラ ザ フ ォー ドの
様 に,ウ ラ ンか ら もつ くられ るか らで
を公表 した とき,彼 は同 じ岩 石 層 (そ
れ らはお そ ら く同 じ地 質 年 代 を もつ だ
半減期 を用 い る と,27万 ppb(0.027%)
は素 晴 ら しい もの だ った。 それ は,地
ろうが )か ら取 り出 され た鉱 物 中 の鉛
― ウラ ン比 が ,驚 くほ ど一 で る こ
定 あ
とな る。
球 の 年齢 が 少 な くと も,10億 年 はあ る
とを観察 した。 彼 は また,鉱 物 中 の鉛
とん どす べ て の岩石 に ウラ ンlo億個 当
の量 は,鉱 物 の相対 年 代 が 増 す と,増
た り380個の ラ ジ ウム が 含 まれ て い る
加 す る こ とを観 察 した。 ろ過 され ,そ
の を発 見 した。 したが って,毎 年崩壊
奇 妙 な こ とに, こ の偉 大 な仕 事 はあ
こか ら鉛 が 出 て くる よ うな鉱 物 は,同
して い くラジ ウム の割 合 に,ウ ラ ンの
ま り注 目され なか った。 ボル トウ ッ ド
じ岩石層 の他 の鉱 物 よ りも低 い値 を与
える。 これ は,す べ て互 い に よ く一 致
中 の ラジウム量 の比 を乗 じる と,ウ ラ
の論 文 は米 国 の主 要 な地 質学誌 に掲 載
ン100億個 当 た りの,毎年崩壊 して い く
され た けれ ど,だ れ もその後 を追 い,
する。
ラジウム量 にな る。
鉛 法 につ い て彼 の仕事 を さ らに拡 張 し
き く変化 す る。
ラジウム 崩壊 に よ る推 定
ボル トウ ッ ドが ,彼 の1907年 の仕事
ラザ フ ォー ドとボル トウ ッ ドは,ほ
リウ ム石 の場 合 に は,結 果 は正 し くな
あ る。 に もかかわ らず ,こ れ らの結 果
こ とを証 明 したか らで あ る。
放 射 性 年代 決定 法 の 浸透
しか しボル トウ ッ ドは,い くつ か の
鉱物 で は,鉛 ― トリウム比 が 一 定 で は
崩壊 系列 よ りは平衡 状 態 にあ る と,正
の結 果 は,放 射 能 の重 要性 が過 大 に評
な い こ とも発 見 した。ト リウ ム の 最終
し く仮 定 した。 た とえば,ゥ ラ ンー 鉛
価 され過 ぎて い る とい う地 質学 者 の主
的 な生成物 が 何 で あ るか は,相 変 わ ら
系列 は,単 位 時 間 当 た りに崩壊 して い
張 に,影 響 を及 ぼす こ とす らなか った。
ず未知 の ままだ った。 したが って彼 は,
鉛 ― トリウム比 を無 視 しよ う と考 えた。
くウラ ン原 子 の数 が ,そ の時 間 内 に崩
地 質 学 者 た ち は地 球 で の放 射崩壊 の加
壊 す るラ ジ ウムの原 子数 ,あ るい はつ
熱効 果 を割 り引 い て 考 えた ばか りで な
ウラ ン と トリウム の 両 方 を含 む鉱 物 の
くられ る鉛 原子 数 に等 しい時 ,平 衡状
く,ケ ル ビンが 求 め た年代 の範 囲が結
測定 に影 響 を及 ぼす よ うな誤 差 が あ る
態 にあ る。
か もしれ な いか らで あ る。
ボル トウ ッ ドは,彼 の集 め た岩 石 の
この平衡 を維 持 す るに は,半 減期 が
よ う とは しなか った。 それ どころか 彼
局 は正 しい こ とを示 す ため に,そ の地
“
質 学 的 デ ー タや物 理 学 的 デー タ を 料
"し
た りした。
製
鉱物 の絶対 年代 を決 め るた め に,ボ
ル トウ ッ ドは,ウ ラ ンー ラ ジ ウム の 崩
長 い放射 性 元 素 は,半 減期 が短 い もの
よ り多 量 に 存 在 しな けれ ば な らな い
ボル トウ ッ ドはそれ 以上 ,鉛 法 につ
壊 系列 を調 べ た。 最 も新 しい ラ ジ ウム
(ウラ ンの供 給 は時 間 と共 に ゆ っ くり
い て は論 文 を書 か なか った。 彼 は崩i壊
の半減期 は2600年 だ った。 この値 は ラ
ザ フ ォー ドが ,ラ ジ ウムか ら毎 秒 放 射
と減少 す るが ,ボ ル トウ ッ ドは失 われ
系列 の研 究 に戻 り,放 射 性 元 素 の イオ
る量 は無視 で きる と考 えた)。
ニ ウム (ウラ ン系列 の核 種 :Io)を 発
102
サ イ エ ン ス 1980年 10月 号
見 した。 ラザ フ ォー ドの 方 はそれ で も,
地球 の 年齢 を決定 す る仕事 を続 け,lo
トリウム の崩壊 系列 も結 局 ,鉛 の アイ
ツ トー プで終 わ る こ とが 明 らか に され
年 に 1回 くらい の割 合 で論 文 を発 表 し
らの科 学 を再 構 成 す るの に関 わ る前 に
,
彼 らが 心 か ら信 じられ る こ とを確 か な
た。
もの に したい とぃ ぅだ けの こ とで あ る。
た。 しか し人 々 の興 味 を引 くこ とはな
か つた。 一 方,ス トラ ッ トは191o年ま
で ヘ リウム 法 の 改 良 に努 め,そ の後 こ
の分野 か ら離 れ た。
しか しス トラ ッ トは,偉 大 な遺産 を
多 くの地球 科学者 に とって, これ ら
の新 発見 は,放 射 性 元 素 を用 い た年代
決定 を よ り困難 に し,精 度 を悪 くす る
もの の よ うに見 えたが ,ホ ー ム ズ は第
1次 世 界 大戦 の前後 の年 に も,地 球 の
残 した。彼 は若 い英 国 の地 質学 の学生
ホ ー ムズ (Arthur HOmes)に ,地 球 の
年代 学 に関 す る論 文 を続 々 と発表 して
年齢 を決 定 す る こ との面 白 さを吹 き込
情 報 を自分 の研 究 に取 り込 み,そ の結
ん だので あ る。彼 はその後 , この問題
の研究 をひ と りで続 けた。 ホ ー ム ズ は,
果 を よ り厳 密 な形 に して い った。 彼 の
彼 の その後 の産 業 界 や ,ダ ー ラム大 学,
エ デ ィ ンバ ラ大 学 で の長 い経歴 を通 じ
て,放 射性元 素 を用 い た年代 決定 法 の
重 要性 を説 き,最 終 的 に は,地 質学者
にその重 要性 を認 め させ た。
い つた。 彼 は,ア イ ソ トー プ に関 す る
成 功 に よ り,放 射 性 元 素 を用 い た年代
決定 に対 す る公 然 た る抵 抗 は徐 々 に撃
破 され て い った。 しか し,そ の 方 法 の
支持 を得 る まで に は至 らなか った。
エ ー ル 大 学 の地 質 学 の教授 で あ るバ
レル ( J O s e p h B a r r e l l )ヤ
だ
ナヤ
ま例 タトだ っ
その必 要性 が ,は た して 明 らか にな る
だ ろ うか らJと 述 べ て い る。
論 争 はう い に1926年,ホ ー ム ズ たち
の勝 利 に終 わ った。 この年,米 国科 学
ア カ デ ミー 国家研 究評 議会 に,地 球 の
年齢 に関 す る委 員会 が 設置 され た。 ホ
ー ム ズ は この
問題 に関 す る数 少 な い専
の
門家 ひ と りとして この委 員会 に加 わ
り,そ の報 告書 の約 70%を ひ と りで書
き上 げた。 委 員会 は全 員 一 致 で,放 射
性 元 素 に よ る年代 決定 法 が ,唯 一 の,
信頼 で きる地 質学 的 な時 間尺度 で あ る
こ とを認 め たの だ った。
報 告 書 は明解 で,詳 細 な証 拠 を数 多
く挙 げて い る。放 射 能 に関 す る定 数 は
1930年まで は,ホ ー ム ズ とジ ョ リー
た。 彼 は1917年,放 射性 元 素 を用 い た
が 年代決定 の技術 に精 通 した,た った
2人 だ けの地 質学 者 で あ った。 しか し
確 固 た る もの にな り,鉛 の 同位体 は計
年 代 決定 の結 果 と調和 的 な,地 質学 的
な歴 史 を再 解 釈 した。 バ レル は,地 質
算 に簡 単 に組 み込 まれ ,崩 壊 生成 物 が
ジ ョ リー は,そ の有効性 に は疑 間 を も
つていた。
ホー ム ズ はそ うで はなか
った。 彼 は
学 的 な仮 定 が 一
様 で はな く,周 期 的 に
その 強度 を変 えて い る こ とを強調 した。
ヘ リウム 法 よ りも鉛 法 の方 が ,信 頼 が
お ける と考 えた。 1911年,彼 は多 くの
この こ とは,現 在 の地 質学 的 な変 化 の
割 合 が ,斉 ― 主 義者 が 主張 す る よ うに,
過去 へ の道標 で はな い こ とを意味 して
岩石試 料 を調 べ ,最 古 の もの は16億年
い る。
前 の もので あ る と計算 した。 彼 は;自
つ い に,抵 抗 は弱 ま り始 め た。 1921
分 が 用 い た岩 石 資料 は,そ れ が つ くら
年,科 学 の 発展 の ための 英 国連 合 の会
れ た時 に は,そ の 内部 に鉛 を含 まず ,
議 で地 質学 者 ,植 物 学者 ,動 物 学者 ,
す べ ての鉛 はウラ ンの崩壊 で つ くられ ,
数学者 ,物 理 学 者 を代 表 す る講 演者 が ,
その間,岩 石 中 か らの鉛 や ウラ ンの移
地球 の 年齢 は数十億 年 で あ る こ と,放
動 はまっ た く起 こ らなか った と考 えた。
これ は正 当化 され る とい うよ り,信 念
に近 い ものだ った。
2年 後 ,ホ ー ム ズの 批判 者 た ちが 喜
ぶ よ うな 2つ の新 しい進展 が あ った。
1つ はア イ ツ トー プの発 見 で あ る。 ア
イ ソ トー プ とい うの は,化 学 的性 質 は
同 じ原 子 で あ るが ,原 子量 (中性 子 と
陽子 の数 )力 S少 し異 な る もの で あ る。
時 間 の経 過 と共 に失 われ な い よ うな鉱
物 が ,注 意 深 く選 ばれ た。 ラザ フ ォー
ドとボル トウ ッ ドに よって開拓 され ,
ホ ー ム ズが 発 展 させ た放 射 年代 決定 法
はつ い に,地 質学 者 の祝福 を受 けたの
で あ る。 彼 らは地球 の始 ま りの痕 跡 を
発 見 しただ けで な く,地 質学的 な歴 史
のすべ ての 年代 を決 め られ る とい う未
来 を も手 に入 れ たの だ った。
地球 の 年 齢 は 45億 年
過 去 60年 間 に,鉛 年代 決定 法 はよ り
射性 元 素 を用 い た年代 決定 法 の技術 と,
複 雑 にな り,最 近 の技術 は地 球上 最 古
地 質学 的 な それ とは, どち ら も役立 つ
の 岩石 が38億 年前 につ くられ た こ とを
こ とな どを認 め る発 表 を行 な った。 し
明 らか に した。 これ は,地 球 の団体 地
か し,両 者 の和 解 の ための具体 的 な手
表 が 少 な くと も, この頃 か ら存 在 して
い た こ とを示 して い る。 しか しこの時,
続 きにつ い て は,計 画 が 立 て られ なか
った。
渦巻 くガ ス と塵 の 雲 か ら太 陽系 が生 ま
依 然 と して互 い に懐 疑 的 で,警 戒 し
合 って い たの は驚 くに当 た らな い。 ソ
れ た こ とを意 味 す るわ けで はな い。
た とえば,鉛 は82個の 陽子 を もつが ,
ラス は 1億 年 よ りも長 い地球 の年齢 は
決 して認 め なか った ろ う。彼 は 「
地質
その原 子 量 は195か ら214までで あ る。
1955年,カ リフォル エ アエ 科 大学 の
パ タ ー ソ ン (Clair PattersOn)と の
彼
仲 間 が 初 めて 隕石 の年齢 を決 め,そ れ
学 者 は物理 学 者 が 彼 らに与 えた年代 に
第 2の 進 展 は,個 々 の放 射性 元 素 の崩
を基 に太 陽 系 の 年齢 を推 定 した。
は まっ た く関 心 が な い。彼 らはそれ が
壊生成 物 を特定 す る物 理 法則 が 発見 さ
ちな み に,最 近 の 隕石 の 年代 決定 に
長 い の か 短 い のか は どうで もよ い こ と
れ た こ とで あ る。 この 法則 に よる と,
よれ ば,地 球 の年 齢 は45億年 とい う こ
で,彼 らが 本 当 に望 んで い るの は,彼
とにな って い る。
(松
井孝典 訳 )
サ イ エ ンス 1 9 8 9 年1 0 月号
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