為什么大名鼎鼎的開爾文勛爵，沒能準確地計算出地球的年齡

早在中世紀，礦工們就發現了一個奇怪的現象：挖得越深，礦井里就越熱。

這似乎在暗示我們，腳下這塊冰冷的大地深處，其實是一個巨大的熱源。

到了19世紀，著名的物理學家開爾文勛爵（Lord Kelvin）——就是那個發明了絕對溫標（K）的大神——決定用物理學來解釋這個現象，并順便計算一下地球的年齡。

他的理論聽起來非常完美：地球就像是一個剛從宇宙烤箱里拿出來的烤土豆。

“烤土豆”理論

開爾文認為，地球誕生之初是一團熔融的火球，然后隨著時間推移，熱量慢慢從表面散發，地球就開始冷卻。

這個過程可以類比生活中的場景：把兩個剛烤好的土豆放進冰箱——

• 一個只放了1分鐘：摸起來表面還是燙的。
• 一個放了30分鐘：表面涼了，甚至皮下幾厘米都涼了，只有最中心還有點余溫。

因此，開爾文提出：只要測量地表以下的“溫度梯度”（即深度每增加單位距離，溫度升高的數值），再結合巖石的熱傳導率等物理參數，就能通過熱傳導公式推算出地球從“熔融火球”冷卻到當前狀態的時間——也就是地球的年齡。

開爾文收集了礦井里的溫度數據，代入他精妙的熱傳導公式，得出了結論：地球的年齡大約是2000萬年。

錯得離譜

如今我們通過放射性定年法明確知道，地球的真實年齡約為45.7億年。開爾文算出的2000萬年，簡直錯到了姥姥家。

為什么一個如此偉大的物理學家會犯這么低級的錯誤？

教科書上通常會說：開爾文的時代（19世紀）尚未發現放射性衰變現象。

確實，地球內部有大量的放射性元素（如鈾-238、釷-232、鉀-40等），它們在衰變過程中會持續釋放熱量——這相當于給地球裝了一個“內置加熱器”，這確實能讓地球冷卻得慢一些。

但是，即使將放射性產熱納入計算，開爾文的模型得出的年齡依然不會超過10億年，遠小于45.7億年。

地球不是土豆

開爾文的錯誤在于，他將地球視為一個均勻的剛性固體（就像冷卻后的土豆），熱量只能靠 傳導一點點往外挪。

但真實的地球內部并非如此。地球的地幔（位于地殼與地核之間，厚度約2900公里）在高溫高壓環境下，呈現出“塑性”特征——既不是完全僵硬的固體，也不是流動的液體，更像是被加熱的蠟燭油或柔軟的橡皮泥，能在漫長地質時間里發生緩慢流動。

這種塑性特征催生了一種高效得多的傳熱方式——地幔對流：

• 靠近地核的地幔物質被加熱，密度降低，緩慢向上浮升；
• 到達地殼底部后，熱量散失，密度增大，再緩慢下沉回地幔深處。

這種類似“濃湯攪拌”的循環運動，能將地核深處的熱量以遠超熱傳導的效率輸送到地表下方，相當于給地球搭建了一套“中央供暖系統”。

但實際上，地球的地幔（地殼和地核中間那層厚厚的巖石）并不是完全僵硬的。

像蠟燭一樣的地球

正是這種“地幔對流”，源源不斷地把深處的熱量輸送到地殼底部，加熱了礦井，驅動了板塊運動，甚至引發了火山噴發。

這就好比你以為土豆涼了，但其實土豆內部有一個攪拌機在不斷把熱泥翻上來。

所以，當我們往下挖時感受到的那個高溫，并不是因為地球還很“年輕”（剛出爐），而是因為地球內部有一套高效的“暖氣輸送系統”，讓它即使過了45億年，依然維持著一副“剛出爐”的假象。

開爾文的故事告訴我們，即使是最聰明的大腦，如果建立在錯誤模型之上（把流動的地球當成死硬的土豆），也會得出荒謬的結論。

地球不只是一個旋轉的石頭，它是一顆活著的、流動的、熱氣騰騰的行星。下次當你覺得腳下的土地冰冷堅硬時，記得在它深處，正涌動著如蠟燭油般溫暖而緩慢的巖石河流。