地球經歷了40多億年,內核溫度為什麼不會變冷?

烏托邦少年

答:那是因為40多億年,對於地球內核冷卻來說,時間太短了,只不過相對於你來說很長而已;而且地球內部的物質,一直在衰變,衰變會釋放能量,維持著地球的溫度。




我們就按照最簡單的假設:把地球想象成一塊大石頭,內部溫度高達6000℃,但是地球直徑太大,高達6300千米,所以到了地表後,地表平均溫度只有14℃(標準值)。

但是我們的散熱溫度不能用地表的溫度,而是應該用地球外部大氣層的溫度,只有-50℃;另外,太空的溫度為3K。



然後地球這塊大石頭,按照熱輻射的方式損失熱量,給地球一個平均比熱容,且內部不在以其他方式產生熱量的話,根據簡單的熱力學知識,就可以計算冷卻時間啦。


類似的計算,大科學家開爾文做過,就是開爾文溫度那個開爾文爵士,100年前,他以“地球冷卻為現在的樣子”為模型,計算了地球的壽命,可以告訴你他計算的結果是2400萬年。



和地球實際年齡40多億年,相差十萬千里,因為二十世紀的科學家,還不知道“衰變”這一概念。




當然,只要地球損失的能量,比接受太陽的能量大,那麼這些能量總有耗散完的時候,但也是非常漫長的,需要數百億年的時間,比我們太陽的壽命還長!



艾伯史密斯

地球雖然有40多億年的歷史,但是其全壽命可以很長,至少在百億年以上,因為我們已經發現了年齡達到百億年的行星。行星的壽命很長程度上與恆星有關,如果恆星死亡,那麼行星系統也可能覆滅。科學家普遍認為地球的地核主要由鐵、鎳等元素構成,密度很大,其平均密度達到約10.7克/立方厘米。地核的溫度很高,約為7000℃左右。

由此看出,行星的內核也是有壽命的,一旦產生熱量的機制開始衰退,那麼內核就進入生命末期了。之所以40多億年還沒有冷卻,是因為地球本身的壽命不止40多億年,自然也不會冷卻。根據太陽系的演化歷史,在地球內核冷卻之前,地球可能就不復存在了,紅巨星階段將在30至40億年之後到來。宇宙中沒有永恆,只不過是時間太長,看似永恆而已,任何天體都有生命週期,更不用說有機界的物種了。


川陀太空

地球的地殼冷卻了至少46億年,現在地心的高溫主要來自釷和鈾為主的放射性核素衰變,這些核素半衰期很長(釷232是140億年、鈾238是45億年、此外還有鉀40鎢等),在加上地殼岩石保溫較好。因此地心溫度很高並保持等離子態,才有地磁場保護地球的生命。

火星由於質量較小地心已經冷卻失去了磁場保護而只有稀薄大氣層,沒發現活的生命。


陽洋21055120

這個問題只有我才能找到正確答案,其他回答都不靠譜!比如輻射性元素衰變提供熱量之說,地球內部已經幾十億年,內部的放射性元素經過幾十億年衰變,已經寥寥無幾,根本沒法維持地球內部的高溫。知道黑洞的溫度為什麼那麼高嗎?因為強大的“引力”,“引力”可以令“熱量自動從低溫物體轉移到高溫物體”,“引力”可以讓“混亂變得有序”,“引力”讓宇宙能量一直循環,“引力”證明了“熵增”理論的荒謬!


超卡諾熱機

想要回答這個問題,我們需要了解地球的構造。



科學界通常認為,太陽系是46億年前從一片氣體塵埃雲中誕生的,其中一部分塵埃在引力作用下收縮成為地球。地球在最初形成時是熾熱熔融的狀態,此後因為原始熱量流失而逐漸冷卻。同時,地球內部鈾、釷、鉀等放射性同位素的衰變,持續產生出新的熱量。

這裡我們重點說一下地核

地核又稱鐵鎳核心,其物質組成以鐵、鎳為主,又分為內核和外核。內核的頂界面距地表約5100公里,約佔地核直徑的1/3,可能是固態的,其密度為10.5—15.5克/立方厘米。外核的頂界面距地表2900公里,可能是液態的,其密度為9—11克/立方厘米。推測外地核可能由液態鐵組成,內核被認為是由剛性很高的,在極高壓下結晶的固體鐵鎳合金組成。地核中心的壓力可達到350萬個大氣壓,溫度是6000攝氏度。一個國際研究小組最近報告說,他們通過對中微子的觀測發現,地球自身熱量大約有一半來自放射性物質衰變,另一半則是從地球剛形成時保存至今的原始熱量。

放射性元素的半衰期



鈾238,半衰期45億年(這個跟地球年齡相當)

釷232,半衰期140億年

鉀40,半衰期12億面

鉍209,半衰期12億年1.9e+19年(這個已經到了宇宙年齡的十億倍)

至今距地球已經形成已經過了46年,而人類文明史不會超過萬年。

地球內核溫度的降低是以億年為單位的,真到地球內核冷卻了,估計地球早就不存在了。


視窗影像

(1)來自行星形成和增生的熱量,尚未損失。

(2)摩擦加熱,由密度較大的堆芯材料下沉到行星中心所引起。

(3)放射性元素衰變產生的熱量。

熱量從地球上移出需要相當長的時間。這是通過在地球液體外核和固體地幔內的熱“對流”輸送和通過非對流邊界層(例如地球表面的板塊)的較慢“傳導”熱量而發生的。因此,地球的大部分原始熱量,從地球第一次形成和發展其核心時起,就被保留下來了。

通過簡單的吸積過程可以產生的熱量是很大的,它將小的物體聚集在一起形成原始地球。關鍵的問題是,這些能量中有多少被儲存到不斷增長的地球中,又有多少被重新輻射到了太空中。事實上,目前公認的關於月球是如何形成的觀點,涉及火星大小的物體與原始地球產生撞擊。當兩個如此大的物體碰撞時,會產生大量的熱量,其中相當多的熱量會被保留下來。這一小插曲可能在很大程度上融化了地球最外層幾千公里的地方。


此外,構成地球核心的緻密富鐵物質下降到內核將產生大量的熱量。第三個主要熱源的,放射性加熱是不確定的。在地球深處,放射性元素(主要是鉀、鈾和釷)的精確丰度鮮為人知。

它會冷卻下來嗎?

內核是一個熱的而密集的鐵球。它的半徑大約為1220公里。內核溫度約為6000攝氏度,壓力接近360萬大氣壓。

隨著整個地球慢慢冷卻,內核每年增長大約1毫米。當液體外核的碎片凝固或結晶時,內核就會生長。內核的生長是不均勻的。它以塊狀和叢生形式存在,並受地幔活動的影響。這種結晶過程非常緩慢,而地球內部不斷的放射性衰變使結晶的速度進一步放緩。科學家估計,內核要完全固化大約需要910億年。



但太陽將在75億年後變成紅色巨星,太陽將迅速開始失去質量。當它達到最大半徑時(現在半徑的256倍),它將下降到現在質量的67%。一旦進入太陽的大氣層,地球就會與氣體粒子相撞,地球就已經毀滅了。



趣味說

哈哈!終於有人在本人提出這個問題的數十年後問這個驚天撼世的問題了!先大讚強贊一個!首先問,什麼東西能夠在地心燃燒數十億年,煤礦?當然不是!核裂變元素?也肯定不是!那麼最後的選擇是唯一可能的機理是,......抱歉,不能再告訴答案了,因為必將觸犯眾怒,對本人極度危險。因為這是世界上最廉價的能源。


孤猴78345271

地球是一個有著生命體的星球,對於地球整體來看它分三個地心。我們知道的是一個大地心,地球是圓的應該是一個地心。我和大人到過南極進入了南極地心,發現了草原,稱它為小達賴.。後來又到過北極,又發現了地下森林。大小動物,鳥🐦都是白色的紅眼睛,稱它為北極地下森林達賴,(南極,北極都有標本保留至今)也進入了北極地心。在前蘇聯和美國的幫助下,從澳大利亞的海域又進入了我們認知的地心(那是一次驚心動魄的,地心考查。從澳大利亞進入海底隨道到巴西海域且用了46個小時,美國潛艇退伍的官兵們,現在公開稱為穿越時空。從澳洲到巴西在地球表面海域,航道行駛最快也得二十二天。)。從這三個地心,大人們通過美國的一位油畫大師共同畫了兩付油畫,一付在美國博物館,一付在中國故宮博物館。從這兩付畫就可以看到地球是什麼樣子的,也可以看到地球的內部的高溫是怎樣不停的平橫溫度,也可以看到海洋的海水是通過十三個海底隨道,來回流動的。也可以知到地球的氣流,怎樣的形成和流通得過程。也可以證明一切太陽系的星球排列分部,都是生命體的組合體。所以在運動中的星球內核,不可能降低溫度而變冷的…


圓滿169773058

看了各位大神的講解,基本都是把地媽剖開了來講內部構造,講放射性元素衰變,好像地媽能成現在這個樣子就是地媽自個兒的事,個人覺得地核能夠長期保持目前的狀態,必須從太陽系系統整體來考慮,多重潮汐力才是維持地球脈動的關鍵;




首先就是外圍幾個巨星交替揉捏地球,尤其是木老大的揉捏效果最大,有人說外圍巨星走得好慢,等他們揉捏一次要等好久……拜託……人家走得慢,我們地媽走得快好不,365天就繞日一週,不要說在銀河系,就是在太陽系也是投胎的節奏。以我們人類的凡胎肉眼看銀河,完全可以理解為靜止,可就是靜止的銀河把人馬座橢球矮星系扯散,形成一條環繞銀河系長長的恆星流。當然這個過程對於人類來說太過緩慢,自然這個力道也讓人無法理解;



其次就是奇葩的日地月關係,這個潮汐力就不用解釋了吧,搞得女人每個月都要不可理喻的週期性發作一下。個人覺得正是月球這顆碩大單衛星的存在,才使得地球沒有走火星之路。她給地媽的揉捏就週期短,出汗效果明顯,你能看到江河湖海的潮起潮落,她對地幔,尤其是對地核外液態層也同樣有影響力,這個影響力使地內能量流動、交換更具規律性和持續性;



當然太陽終究是神一樣的存在,地媽離祂太遠,月球就可能被木星扯走,地面也會被冰凍,基本的熱交換沒有了,就只有啃放射性元素的老本兒,最終一切都會變得孤寂……


看熱鬧不怕事大30

地球內部熱量的主體是當初地球形成時,各個組成地球的碎片的引力勢能轉變為熱能,聚集在地球上,當初的原始地球就是一個巨型熔岩球,比地獄可怕100倍。

但隨著地球表面溫度向太空熱輻射逐步冷卻,凝固成地殼,地表溫度降低,因此目前熱量主要集中在地球內部,數十億年來地球內核保持了灼熱狀態,據估計核心溫度在5000°c以上,主要還是原因有如下幾條:

1、地球內部有大量的放射性元素衰變放熱,也就是地球內部有持續的熱源,既然有持續的核能熱源,當然溫度就有保持的趨勢。

2、由於地球本身處於宇宙真空中,熱量的散失只有熱輻射一條路,這也是地球表面為何會凝固的主要原因,地表向太空輻射熱量,溫度降低凝固,但熱輻射的能量與地表溫度直接相關,以地球目前平均20°的溫度,熱輻射率很低,根本不足以將巨量的地球內熱散發出來。

3、但與之同時,太陽也在向地球輻射熱量,這在某種程度上也加熱了地球,直接的降低了地表熱輻射損失,客觀上實現保溫了。

4、最主要是的原因是,地球表面的材料是較輕的硅酸鹽,導熱率很低,也就是地殼像一層厚厚的保溫層,包裹地球內核,導致裡面的熱量出不來,就像給地球裹了一層棉被一樣,這才是地球內核溫度不降的主要原因。


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