歷經46億年，地球核心溫度仍與太陽表面溫度相當，這是為什么？

地球是人類的家園，科學家經由過程測定放射性核素的衰變環境，發現地球大約有46億歲了。固然顛末了46億個年初，地球依舊連結著興旺的生命力。

地球概況70%被液態水籠蓋，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。越深切地球內部，溫度越高。科學家綜合各方面的數據，發現地核的溫度大約在4000～6000攝氏度擺布。要知道，太陽概況的溫度也才5500攝氏度擺布。

地球降生了這么久，顛末長時候的冷卻，為什么內部溫度還這么高？這得從地球內部的環境說起。

領會地球內部：地動波取代X光給地球做CT

地球是一個巖石行星，半徑高達6371千米。要想領會地球內部的環境，確實很堅苦，但并非沒有法子。

前蘇聯科學家曾經往地下鉆了一個12263米的深孔，這就是聞名的科拉超深鉆孔。該鉆孔位于鄰接挪威的科拉半島，純粹是為了科研目標而進行的鉆探使命。今朝宿世界上最深的鉆探深度是位于俄羅斯庫頁島的一處油井，鉆探深度達12345米。

上圖為科拉超深井SG-3鉆孔遺址。

地球上時常有火山噴發，從地球深處流出的熔巖也能讓我們領會地球內部的部門環境。除了火山噴發，地球上天天城市發生大巨細小的地動，經由過程研究地動也能領會地球內部的環境。

CT是病院中常見的一項查抄，CT的中文名叫做計較機斷層掃描。操縱x光掃描人體，因為人體分歧組織器官對x光的接收和透過水平分歧，于是就可以成立人體的內部布局圖像，同時也能發現身體中哪些部位呈現病變。發生地動時，會發生地動波，操縱地動波取代x光，地動波碰到分歧地層布局時傳布狀況會發生轉變，這樣科學家們就能領會到地球內部的環境，這就比如給地球做CT。

如上圖所示，地動波在地下分歧深度區域的傳布速度分歧。

地動波是一種機械波，機械波可以分為橫波和縱波，它們在分歧材質中的傳布特征分歧。好比，地動波在傳布過程中，橫波就不克不及穿透外埠核。再按照其它嘗試數據，就能大致摸清地球內部的環境，包羅地層布局，及分歧圈層的密度、壓力、物質種類和物相等數據。

上圖為地球內部分歧圈層的本家兒要數據。

經由過程持久的研究，科學家給地球分了三個齊心球層，從內到外依次為：地殼、地幔和地核。地殼與地幔之間由莫霍面分隔，地幔與地核之間由古登堡面分隔，這些都是按照地動波的傳布環境來劃分的。地殼很薄，上地幔上部有一個軟流層，整個地殼就仿佛漂浮在上面。地動凡是發生在地殼之中，巖漿則來歷于軟流層。

地幔和地核屬于地球內部圈層，地核本家兒要由金屬鐵和鎳組成，外埠核是液態金屬，內地核則是固態金屬。地殼與地幔的交壤地帶，溫度大約在1000攝氏度擺布；地幔與地核的交壤地帶，溫度大約在4000攝氏度擺布；內地核的溫度則與太陽概況的溫度半斤八兩，焦點處的溫度可能高達6800攝氏度。地球內部溫度固然跟著深度的增添而增添，但并不是呈線性增加。

地球內部有源源不竭的熱源

地球概況平均溫度大約15攝氏度，本家兒要受太陽輻射影響。而在不見天日的地下，高溫則來歷于地下熱源，而且溫度會跟著深度的增添而增添。

地球內部的熱量有三個來歷：

1，地球降生之初的殘存熱量。

地球是由巖石碎片在引力的感化下形當作的，這些巖石碎片不竭的碰撞并堆積，動能改變為內能。是以，在地球降生之初，不僅內部，整個地球概況也都處于熔融狀況。顛末長時候的冷卻，地表的熱量以輻射的體例披發到太空中，地球概況才逐漸冷卻變硬，然后才有了海洋和生命。今朝，這部門熱能僅占很少一部門。

2，地球內部放射性元素衰變后發生的熱量。

地球降生之初，大量放射性元素沉積到地球內部，此刻本家兒如果鈾-238、鈾-235、釷-232和鉀-40等放射性元素。這些放射性元素衰變后會釋放熱量，然后堆積在地球內部。觀光者號探測器就是操縱放射性元素衰變發生的能量供電，一塊電池就可以利用好幾十年。鈾238的半衰期為44.7億年，釷232的半衰期為141億年，這些放射性元素都能源源不竭地給地球供給熱能。

3，太陽月亮等天體的潮汐力導致的摩擦生熱。

天體之間存在引力，而太陽和月亮的引力可以或許使地球發生形變，當它們之間彼此活動時，地球內部的物質會發生相對活動，摩擦可以或許生熱，這也能為地球內部供給熱能。

木衛二就是一個很好的例子，木衛二本家兒要由冰組成，木星及其衛星的潮汐力發生的熱能使得木衛二的冰層下面存在液態海洋。

恰是有這三種熱源，即使地球不竭由內標的目的外散熱，內部依然可以或許連結高溫，并且地球外層巖石也足夠保溫。

散熱速度慢是地球內部可以或許持久連結高溫的另一原因

即即是滾燙的熱油，長時候不加熱，跟著熱量的流掉也會冷卻。若是把熱油放進保溫瓶中，則可以減緩油的降溫速度。

地球內部這么熱，除了熱源，還與散熱速度有關。地球內部處于高溫高壓狀況，動輒上千攝氏度，而地球概況的溫度卻很低，這申明地球外層起到了一個很好的保溫感化。同時，太陽的輻射熱量也很難從地表傳遞到地球內部。

熱量傳遞的體例有三種，分為熱對流、熱傳導、熱輻射。熱對流本家兒要發生在流體中，熱傳導本家兒要發生在固體中，熱輻射則是無接觸的電磁輻射傳熱。地球懸浮在太空中，而太空幾乎是真空，那么地球標的目的外界傳遞熱量的本家兒要體例就是熱輻射。此外，地球內部的熱傳遞也很遲緩；固然地球內部存在液態物質，可是在高壓之下，熱對流也十分遲緩。

上圖就展示了地球內部標的目的地表的傳熱環境。

地球內部自己就有熱源，再加上地球外部圈層的保溫感化，根基達到了一個熱均衡狀況，使地球內部在幾十億年之后仍然可以或許連結較高的溫度。

地球焦點處的溫度為什么與太陽概況的溫度半斤八兩？

太陽是一個大火球，更精確來說是一個等離子體。太陽焦點處的溫度高達1500萬攝氏度，而太陽概況溫度約為5500攝氏度。等離子體簡單來說就是離子化的氣體，給氣態物質繼續加熱升溫，就會發生電離，繼而發生等離子體。我們看到的閃電就是等離子體。

地球焦點處的溫度高達6000攝氏度，這足夠融化今朝已知的所有物質。內地核依然可以或許連結固態，可以或許達到這么高的溫度，都是超高壓的佳構。

在尺度大氣壓下，若是把氣態氧氣壓縮當作液氧，它的溫度將會降至零下183攝氏度以下；繼續加壓，液氧將會釀成固態氧，溫度也會變得更低。而在絕熱前提下，也就是沒有與外界進行熱互換的環境下，給液體加壓，液體不僅會變為固態，溫度還會升高。內燃機在壓縮沖程時就用了這個道理進行焚燒。

地球內部就恰似一個絕熱系統，跟著壓力的增添，溫度變得越來越高，也就很好理解了。地核本家兒要由鐵和鎳組成，它們的熔點和沸點原本就高。在6000攝氏度的高溫前提下，因為是超高壓情況，物質依然連結固態也就不奇異了。此時，物質的密度必然很高。

若是地球內部完全冷卻，生命將不復存在

短期來看，發燒與散熱均衡，地球內部依然連結恒溫狀況；可是持久來看，從地球降生那一刻，降溫就是地球內部溫度轉變的持久趨向。忽略太陽的影響，再過數十億年，地球內部的溫度必然比此刻低。

若是地球內部逐漸冷卻，地殼活動將會變緩，火山將會逐漸釀成死火山，這意味著火山和地動爆發的頻率將會降低。跟著外埠核冷卻，地球磁場也將會變弱。在太陽風的吹拂下，地球大氣層會越來越薄、直至消逝，地球上的水也會遲緩流掉到太空中去，這將會威脅到地球上的生命。

如圖所示，地球磁場可以或許屏障太陽風。

火星就是一個很好的例子。火星質量僅為地球質量的14%，可是良多方面跟地球很像。NASA的好幾個火星探測車已經在火星上摸索了20來年，發現火星上曾經也存在大量的液態水和稠密的大氣。火星因為內部熱量散掉的較快，又沒有太多熱源彌補，導致內核冷卻、磁場變弱。太陽系最大的火山“奧林匹斯山”就位于火星，現在已是死火山。在太陽風的感化下，火星上很大一部門水和大氣都逃逸到太空中去了。當然，這和火星質量太小也有關系，火星引力的束厄局促力度比力弱。