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地球经历了40多亿年,内核温度为什么不会变冷?

zhao_admin11个月前 (07-07)地理课件28

答:那是因为40多亿年,对于地球内核冷却来说,时间太短了,只不过相对于你来说很长而已;而且地球内部的物质,一直在衰变,衰变会释放能量,维持着地球的温度。

我们就按照最简单的假设:把地球想象成一块大石头,内部温度高达6000℃,但是地球半径太大,高达6300千米,所以到了地表后,地表平均温度只有14℃(标准值)。

但是我们的散热温度不能用地表的温度,而是应该用地球外部大气层的温度,只有-50℃;另外,太空的温度为3K。

然后地球这块大石头,按照热辐射的方式损失热量,给地球一个平均比热容,且内部不在以其他方式产生热量的话,根据简单的热力学知识,就可以计算冷却时间啦。

类似的计算,大科学家开尔文做过,就是开尔文温度那个开尔文爵士,100年前,他以“地球冷却为现在的样子”为模型,计算了地球的寿命,可以告诉你他计算的结果是2400万年。

和地球实际年龄40多亿年,相差十万千里,因为二十世纪的科学家,还不知道“衰变”这一概念。

实际上,地球内部的热能,一方面来源于地球早期的内能;另外一方面,来源于衰变物质衰变释放的能量,而且这部分能量占了绝大部分,使得地球表面的温度,保持在适当数值,才有了地球几十亿年的生命史。

当然,只要地球损失的能量,比接受太阳的能量大,那么这些能量总有耗散完的时候,但也是非常漫长的,需要数百亿年的时间,比我们太阳的寿命还长!

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地球经历了40多亿年,内核温度为什么不会变冷?

首先要搞清楚地球内核的高温是如何来的,然后再了解下为何可以经久不散,最后还要分析下是否有外在的补充来源,弄清楚这三点就知道地球内核为何还是那么热了!

地核的高温超过6000度,却是与生俱来的,来自于引力坍缩能,想必各位在初中时候即了解压缩气体能产生热量,何况是岩石等固体物质了。不过各位也许不了解的时地球诞生之初连表面都是在极高的温度控制之下。

诞生之初的地球,当然这些高温可不全是来于自引力坍缩能,而是早期的陨石雨,巨大的撞击甚至穿透地壳导致岩浆外漏,外来的撞击热能与内在的引力坍缩能至岩浆的高温,双重夹击之下,那时候的地球就是一个地狱,但当时的高温对于未来的发展可是起到了尤为重要的作用,高温导致岩石中水汽全部蒸发到了空中,最后在漫长的岁月中冷却下来时,这些水蒸气化作雨水落下形成江河湖海,促进了生命的演化生成。

了解了来源之后,我们来看看地球的结构,如此厚度的地壳地幔就如一道保温被,除了几个火山口的缕缕青烟之外,其他再无外泄热量的口子,因此地球的热量散失极为缓慢,科学家估计需要5千万年才会下降1度!

另一个热量的来源是放射性物质的衰变,比如U在岩石中含量约只有几个PPM,但架不住地球的巨大,并且地幔处的某些结构会促进放射性元素富集,而衰变是会产生热量的,NASA的几个飞出太阳系的探测器用的就是放射性衰变的核电池。

因此可能要再过几十亿年地核才会有些冷却,但时间极为漫长,并且到现在为止仍然是一些猜测。当然23亿年以后人类科技早已发展到不需要依托地球,或者可以依托银河系内的任何宜居行星,地心是否冷却与我们何干?

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