地球已經形成了45億年,為啥地核溫度仍然很高?

2020-11-23 騰訊網

地球誕生在45億年前的一個原行星盤中,跟隨地球誕生的還有太陽、三顆巖石行星、四顆氣態巨行星、矮行星以及一些小行星,它們共同組成我們現在所看到的規律運行的太陽系。

誕生太陽系的原行星盤是一個充滿大量氫、氦以及各種重元素的氣體雲,這些物質在引力的作用下,緩慢的聚集形成了各種大小的物質結構,其中以太陽的質量最大,它主導著太陽系中99.86%的物質質量,其他的所有天體只不過是太陽形成後剩下的邊角料。由於物質在聚集的過程中引力勢能的釋放會轉化為能量,因此巨大的太陽在其核心首先點燃了核聚變。

同時由於重元素的沉降以及太陽風的剝離,導致了剩餘的輕元素被吹到了太陽系的外圍,而重元素則會更加靠近太陽本身,因此在太陽內部形成了四顆巖石行星,外圍是4顆氣態巨行星。同樣的行星在形成的過程中,也會由於引力勢能的釋放,整個星球被加熱,所以說,當地球剛開始形成的最初幾百萬年間,不僅是地核,就連地表也是熔融狀態。

不過隨著地球以熱輻射的方式向宇宙空間中不斷地釋放熱量,在45億年後地今天,地表早已經冷卻,但地核至今還處在高溫熔融的狀態,這說明地球整個結構地保溫能力相當好,不僅如此,地球內核中還有持續地能量供給,這也是地球地核沒有冷卻地主要原因。

先說下地球的結構

地球至今還沒有完全冷卻的主要原因還是跟地球的質量和體積有主要的關係,如果一個行星體積很小,地核就很容易因為熱量的散發而冷卻,其中火星就是這樣,由於火星的質量只有地球的14%,直徑約為地球的53%,科學家也推測,之所火星的地核已經完全冷卻的主要原因就是它太小的,保溫能力很差。

雖然我們生活在地球上,但是我們人類其實對地球的內部結構不是特別的清楚,畢竟我們看不到地下結構,也不能直接去研究地球的結構,只能通過間接的方式來獲取地球內部的信息,我們通過對地震波在不同層傳播速度的變化,將地球的結構分為巖石圈、地幔圈以及地核圈。其中在巖石圈之上還有生物圈、水圈和大氣圈。

巖石圈就是我們常說的地殼,以氧、矽、鋁這些化學成分為主,平均密度為2.9g/cm ,地殼是地球各個圈層中最薄的一層,並且各個地方薄厚差別很大,在高原或者高山地區地殼的厚度可以達到70公裡左右,而在海底有些地方的地殼厚度只有1.6公裡,整個地球的平均厚度在17公裡左右,雖然說地殼最薄,但是我們人類目前最深的鑽孔連地殼也沒有穿透。因此地球內部對我們來說,還蘊藏著巨大的未知。

地殼之下就是地幔,地幔分為上地幔和下地幔,整個地幔的厚度達到了2850km左右,體積為整個地球的82.3%,質量佔了整個地球的67.8%,所以地幔是地球最主要的組成部分,相比於地殼地幔的鐵含量明顯增加,整體的平均密度要不地殼大為5.1g/cm ,而且溫度高達3500-4000攝氏度,為固態和液態物質的混合物。

地幔之下就是地核,地核分為液態外核和固態內核,半徑約有3470km,佔了地球總體積的16.2%,但是其質量卻高達31.3%,這說明地球內核的物質密度非常大,主要為鐵、鎳等物質。溫度在4000到6800攝氏度,這裡有個問題就是,內核的溫度更高為何為表現為固態,原因就是內核的壓力非常大,達到了360萬個大氣壓,在這樣的壓力下導致了鐵的高溫下的相位表現為固態。外核的壓力稍微能低一些,為136萬個大氣壓,所以溫度更低的外核表現為液態。

從地殼到地幔再到地核,我們就能發現組成其物質的密度在不斷的增加,這時因為地球引力的作用使得更重的元素,在地球形成期間不斷地往下沉降造成地,目前的地球重元素還在不斷的發生沉降,未來會達到最完美的物質分布狀態。

地球為何還沒冷卻

對地球結構的分析我們可以看出,地球的各個層十分龐大,能夠有限的阻擋熱量向外傳遞,尤其是上地幔和地殼已經形成了一個固態緻密的包裹層,能對地核的熱量起到很好的保溫效果。而且,地球內部的巨大壓力和引力收縮也會為地球內部提供一定的能量。

除了以上的原因,在地球內部還存在著大量的放射性元素,例如:鈾-235、鈾-238、釷-232,這些放射性元素的衰變也會為地球內部帶來源源不斷地能量。

所以,地球地核溫度的冷卻速度非常緩慢,就算等到太陽毀滅,地球的核心也不會因為自身的散熱,完全冷卻為固態。

相關焦點

  • 地球已經有45億年的歷史,為何內核的溫度仍然很高?
    我們所在的太陽系形成於距今45億年前,那個時候這部分區域由眾多分布密度相對集中的星雲氣體和塵埃物質所組成,在引力擾動影響下逐步聚集,最終形成了由太陽、各大行星和相應衛星、以及小行星、彗星等共同組成的太陽系。由於地球本身是行星的限制,內部不會像恆星那樣因核聚變而產生熱量,而是源源不斷地向外界散發熱量,那麼為什麼經過了漫長的45億年,地球的內核溫度依然很高呢?
  • 45億年了,為何地球的內部還在「燃燒」?地核的能量還能用多久?
    地核的溫度高達6千多攝氏度(太陽表面的溫度也才5500攝氏度左右),正是因為這顆熾熱的核心,地球才擁有了強大的磁場,生命也才得以在地球上存在。這就讓人產生了一系列的疑問,例如:地核的溫度比太陽表面還要高,它的能量從何而來?已經過去45億年了,為何地球的內部還在「燃燒」?地核的能量還能用多久?今天我們就來講一下。
  • 地核先形成,還是地殼先形成?地核只有10億年壽命?
    地核先形成,還是地殼先形成?地核只有10億年壽命?地球已經有將近45億年的歷史了,但它的本質是年輕的。羅徹斯特大學的研究人員現在已經確定了這顆行星堅實的內核只有5.65億年的歷史,與地球的其他部分相比,它還只是一個蹣跚學步的孩子。
  • 為什麼地球有45億歲了,地核卻只有10億年的歷史呢?
    在我們的意識中,地核就是地球的本體,它們應該是在同一時期形成的。很難想像一個沒有地核的地球是什麼樣子的。今天讓我們一起來探討這個看起來有點奇怪的話題,為什麼地球已經45億歲了,但是地核卻只有10億年的歷史呢?
  • 為什麼地球有45億歲了,地核卻只有10億年的歷史呢?
    在我們的意識中,地核就是地球的本體,它們應該是在同一時期形成的。很難想像一個沒有地核的地球是什麼樣子的。今天讓我們一起來探討這個看起來有點奇怪的話題,為什麼地球已經45億歲了,但是地核卻只有10億年的歷史呢?
  • 地球已經誕生了45.5億年,地球核心溫度為何還那麼高?
    地球已經形成45.5億年了,時間過去了那麼久,為何地球內部的溫度依然那麼高呢? 開門見山,直接說明2個原因:地球剛形成時候的原初熱量以及地球內部富含的放射性元素衰變產熱,這2個原因是地球內部溫度依然還那麼高的直接因素。
  • 地球地核處的溫度與太陽表面相當,為什麼會有這麼高的溫度?
    據科學家測算,地核的溫度在4000~6800℃,太陽表面的溫度也才5500攝氏度左右,地核深處的溫度在6000攝氏度以上,可以說與太陽表面的溫度肩並肩。鉿合金是目前已知熔點最高的物質,在標準大氣壓下,它的熔點高達4215攝氏度。理論上來講,地球核心處的溫度可以融化任何物質。
  • 為啥地球形成40多億年,地下還有大量巖漿,地心溫度永不消失?
    雖然人類已經進入太空,開始緩慢的探索宇宙,其實人類對地球的研究並不深入,在地球的很多區域,因為環境惡劣等原因,人類無法進行探索,比如地球的內部存在一個核心「地核」。自從地球誕生這個核心就在不斷地釋放熱量,火山中的炙熱熔巖就是來自於地球的內部,為什麼地球的內部可以一直燃燒數十億年呢?
  • 地球已經45億歲了,怎麼還沒涼?它涼了可就麻煩了
    宇宙是近乎於真空的,也就是說它是一個接近於絕對零度的寒冷空間,平均溫度約為-270.15攝氏度,任憑多麼熱的東西,只要放置在宇宙之中,它就會慢慢走向冷卻,而我們的地球已經40多億歲了,它怎麼還沒涼呢?要弄清地球怎麼還沒涼,先要知道地球是怎麼熱起來的。
  • 地核是何時形成的?10-13億年前,熔融的內核冷卻成了固態
    直到今天,我們對於地核的了解仍然非常有限。在此之前,科學家們能夠推算出來的時間範圍非常廣,近至5.65億年前,最遠甚至可能出現在45億年前地球剛形成的時候。這樣寬泛的範圍很難給我們有效的參考,因此許多科學家孜孜不倦地進行著這方面的研究。
  • 地球形成46億年,內部溫度依然很高,什麼原因阻止冷卻的呢?
    通過科學家們的研究和判斷,我們所在的太陽系形成於大約46億年前,其中的絕對核心太陽要比系內的其它行星誕生得稍早一些。拿地球來說,在其形成過程中,由於物質的聚集摩擦、碰撞,以及星雲物質向地球原始核心坍縮過程中引力勢能的轉化,從而內部溫度也不斷提升,但是由於太陽吸收了太陽系內絕大多數的星雲物質,剩餘的邊角料即使全部聚合到一塊,也不可能達到氫核聚變的程度,因此地球和其它行星一樣,在初始期內核的溫度雖然越來越高,但始終無法達到那個核聚變的水平,所以,所有行星的整體溫度,在行星形成以後都是呈緩慢下降趨勢的
  • 地球誕生46億年,地核溫度高達6680攝氏度,為何還能呈現出固態?
    文/玉濁清地核溫度高達6680攝氏度,為何46億年沒有變化?科學家給出答案如果要說到地球的組成部分,想必大家都是比較清楚的,那就是地殼,地核和地幔,而地核又是地球的核心部分,是地球內部從古登堡面起一直到地球中心,稱之為地核,主要的成分就是鐵,鎳,半徑大約在3480千米。
  • 地核溫度超太陽表面,經過數十億年還冷卻下來,它還將持續多久
    眾所周知,在地殼之下是地球的核心,即使過了數十億年,那裡的溫度仍然是非常高。科學家認為,地球核心的溫度大約為一萬攝氏度,這超過了太陽表面的溫度。
  • 為什麼地核會這麼熱? 地球內部為啥那麼熱
    地殼內部的溫度有4000~6800℃,它之所以這麼熱,是由於以下熱源產生的熱量:1、放射性元素衰變產生的熱量。2、摩擦加熱,由密度較大的核心物質下沉到地心引起的。3、地球形成和膨脹時產生熱量尚未流失。
  • 地球的地核只有10億歲
    新研究發現,地球中心的固態內地核僅僅只有10億歲。現代地球就像一個夾心蛋糕,最外層是固態的地殼,然後是熾熱黏糊糊的地幔,液態的外地核,最後是固態的內地核。隨著地核中液態鐵逐漸冷卻結晶,固態內地核也在緩慢的增大。這一過程有助於增強液態外地核的攪動,生成包裹地球的磁場,保護植物不受有害宇宙射線的侵害。換句話說,內地核相當重要。
  • 地球核心已經洩漏了25億年,科學家也不知道原因
    地球的核心深埋於地表下方3000公裡的地方,一直可以延伸至地表下方6400公裡之處。在地核中,大部分的物質組成為鐵,還有一部分為鎳。由於地核非常深,而且溫度又高達幾千度,人類目前沒有能力鑽到那裡,所以我們對地核的了解非常有限。最近有一項研究[1]表明,熾熱的地核並不「孤獨」,它與其他層混在一起。
  • 為什麼45億年過去了,地球核心的溫度還有5500度?
    地球早在大約45億年前就已經形成,如此漫長的時間過去,地球的溫度並沒有降下來。在地球的內部,溫度仍然非常高。尤其是在地球核心,那裡的溫度堪比太陽表面,可達5500 ℃。那麼,地球內部的熱量是來自哪裡呢?為什麼地球沒有完全冷卻下來呢?
  • 地球真實年齡是多少?地核僅出現10億年,為何地球卻46億歲?
    科學界內地球的年齡已經超過46億年,馬上要進入中年階段,然而最近一段時間,國際小組進行一個實驗,發現地球的年齡並沒有我們想像中的衰老,它的內核年齡可能僅僅只有10億年的時間,這刷新了大家對地球的認識,難道地球的年齡將要被徹底改寫了嗎?它的真實年齡又是多大呢?
  • 地核可能正在洩漏?科學家們不知道為什麼它已經洩漏了25億年
    至少25億年以來,地球熾熱的熔融金屬核心一直在滲入地幔,科學家們無法解釋為什麼會發生這種情況。位於地球死亡中心的地核以令人難以置信的7952F到11012F(4400到6100攝氏度)的高溫燃燒。這個由熔化的鐵和鎳構成的噩夢般的地獄,位於3728英裡(6000公裡)以下。
  • 歷經46億年,地球核心溫度仍與太陽表面溫度相當,這是為什麼?
    地球是人類的家園,科學家通過測定放射性核素的衰變情況,發現地球大約有46億歲了。雖然經過了46億個年頭,地球依舊保持著旺盛的生命力。地球表面70%被液態水覆蓋,剝開水圈,地球外面這層薄如蛋殼的巖石質外殼,被稱為地殼。火山爆發時噴出的熔巖就來自地殼之下,溫度高達900~1400攝氏度。越深入地球內部,溫度越高。