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为什么地心是热的?

zhao_admin10个月前 (07-23)地理课件37

从结构上说,地球是由核心、外核、地幔和地壳组成。所以,地心应该就是指地球的核心和外核。

为什么地心是热的?根据统计数据和仪器测量,地球的温度从表面到地核,平均每下降1000米,温度就升高3 ℃。按照这个推理,地球的核心温度要达到4100℃--6600℃.

以往科学家一直认为,地心的高温来自于放射性元素衰变。地热约有80%来自放射性元素衰变时产生的能量,在地球的内部,主要产生热量的同位素有K40、U238、U235、Th232,科学家推算,离地球表面5000m深,15℃以上岩石和液体的热量,约为1.45×10∧26J,约相当于4948万亿吨标准煤的热量,相当于全球能源消耗总量的45万倍。

如果按照问题的设计,地心是由铁、镍构成,且是固体,则地心的核反应已经处于停止状态,但由于热量仍处于向外核传播的过程,因此,外核的物质处于液态。

地心的热量还会来自于地壳内部物质的相互作用。地心中的固态物质在地壳压力的作用下,地壳中钙盐、硅酸盐能够分解产生热量,产生的热量又促使其他物质发生化学反应。长时间的积累就会形成了地心热。

地球自转的惯性、引力以及地震,使板块之间产生撞击,板块之间相互挤压、摩擦,动能转化为内能。相当于我们日常生活中的物体克服摩擦力做功,使机械能转化为内能,也可以增加地热。

地球表面的平均温度能够保持在一定的水平,离不开太阳的辐射。据估测,地球的反射率在38%左右,还有62%的太阳能,被地球吸收,吸收的能量除转化为有机物储存起来外,还使地球的表面温度不会下降,同时,也减慢了地心热量向地球表面的传导。

地球的地热资源十分丰富,这些地热能的来源就是地球的地核。地球的地核直径6900多公里,由铁、镍和其它重元素组成,占地球总体积的16%+。地球地核的温度有6000多摄氏度(有争议),略高于太阳表面温度,而且已经保持这样的高温超过40亿年了。

图:炽热的地核

细数地核热能的几种来源按时间说,最开始的地核热能来自于地球形成之初的星体碰撞与融合。原始地球吸收周边物质,“成长”到一定规模后便有了足够的引力,可以开始清空绕日轨道上的其它小天体了。每次公转,都会有上亿颗小天体砸在地球上,变成它的一部分。从那时起,撞击的热能便储存于地球内部,直到今天。

图:婴儿地球

第二个热能来源是其它天体的潮汐力。月球引力可以使地球上的海水发生潮汐涨落,也可以让固态的地球发生我们无法察觉的微小形变。这种形变会造成地球内部物质轻微摩擦,产生热能。日积月累,能量也不少。

最重要的地核热能来源是放射性重元素的衰变。地球形成之初,生成于超新星爆发的放射性重元素(钚、铀等)被地球吸收,因为密度大而沉入地核,并汇聚于此。于是我们的地核成了一个巨大的核反应堆,内部的核裂变不断将放射性重元素的质量转化为能量,从内部加热着地球。为此,地核每年都要损失掉约15吨的重元素。

图:裂变反应

地核有丰富的铀和钚,还有什么?密度越高的元素沉得越深,所以地球的最中心应该有锇。锇和放射性重元素混合在一起,组成一个球体,这就是地球的裂变核心。很多非野生科学家认为,裂变核心外面包裹着一层厚厚的黄金。其数量之多,足以把整个地球表面铺上半米厚的黄金层!上啥班呀,咱一起挖金子去吧?

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标签: 地心为什么
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