地球已經形成了45億年,為啥核溫度仍然很高?


首先,地球有一個保溫層,就是大氣層。

大氣層的存在使得地球表面溫度比較穩定,同時具有溫室效應,避免了地表熱量的流失,也不會使得地球整體降溫太快。

在早期地球,形成初期的幾億年中,地球的溫度是非常高的,表面整天有無數的隕石天體撞擊,溫度經常維持在幾千度的水平,當時還沒有大氣層,但常年不斷的撞擊,產生的熱量也很難散去。

而核心區域溫度更高,隨著隕石撞擊的此數減少,地表溫度慢慢降了下來,海洋和大氣逐漸出現,最終地表溫度維持在幾十度的範圍。但核心的熱量卻難以快速降低,因為外層是岩石層,再外面還有大氣保持溫度,所以地心的熱量只有通過火山爆發釋放出來。

另外,地球內部還存在著放射性元素,也再不斷的釋放著熱量,這也會導致地球內部的熱量維持不斷。

再有一個,地球內部也存在著運動,因為地球內部除了核心部位,大部分是熔岩狀態的地幔,在早期的地球,這裡的 運動會比現在更劇烈。因此,在這種運動下,也會導致內部摩擦產生熱量。

綜合以上,可以看出,一方面地球內部的熱量擴散的非常慢,另一方面內部還在產生一定的熱量。因此,儘管經歷了幾十億年,地球內部依然保持著較高的溫度。


寒蕭99



地球雖然形成了45億年,但地球深處有三個主要的熱源造成地核溫度仍然很高:1、地球形成和增大時產生的熱量,這些熱量尚未消失;2、摩擦加熱,由更緻密的核心材料下沉到行星中心引起;3、放射性元素衰變產生的熱量。 熱量離開地球需要相當長的時間。這是通過液體外核和固體地幔內的熱量“對流”傳輸和通過非對流邊界層(如地表的地球板塊)的較慢的熱量“傳導”傳輸來實現的。



結果,從地球第一次增大和發展其核心時起,地球的大部分原始熱量就被保留了下來。 通過簡單的增生過程產生的熱量很大,這些過程將小天體聚集在一起形成原始地球:大約18000華氏度(1華氏度=-17.222攝氏度)。關鍵問題是有多少能量被儲存到生長中的地球上,又有多少能量被重新輻射到太空中。事實上,目前公認的月球是如何形成的想法包括火星大小的物體與原地球的碰撞或吸積。當兩個如此大的物體碰撞時,會產生大量的熱量,其中相當一部分被保留下來。這一集很大程度上融化了地球最外層的幾千公里。



此外,構成地球核心的緻密富鐵物質下降到中心會產生大約3000華氏度的熱量。第三個主要熱源——放射性加熱的大小還不確定。地球深處放射性元素(主要是鉀、鈾和釷)的精確丰度知之甚少。 總之,早期地球並不缺乏熱量,地球無法快速冷卻導致地球內部持續高溫。實際上,不僅地球的板塊在內部充當了一個毯子,甚至固體地幔中的對流熱傳遞也沒有為熱量損失提供特別有效的機制。


地球確實在推動板塊構造的過程中損失了一些熱量,尤其是在大洋中脊。相比之下,火星和月球等較小的天體幾乎沒有顯示出近期構造活動或火山活動的證據。 我們從超高壓下鐵的熔化行為得出對地球深部溫度的初步估計。我們知道地球的核心深度從2886公里到中心6371公里,主要是鐵,還有一些汙染物。怎麼做?聲音穿過地球核心的速度(從地震波穿過核心的速度來測量)和核心的密度與在實驗室測量的高壓高溫下鐵的密度非常相似。鐵是唯一與地核的地震性質緊密匹配的元素,而且在宇宙中也足夠豐富,足以構成地核中行星質量的大約35%。


地核被分成兩個獨立的區域:液體外核和固體內核,兩者之間的過渡位於5156公里的深度。因此,如果我們能夠在內外芯之間的邊界的極端壓力下測量鐵的熔化溫度,那麼這個實驗室溫度應該合理地接近這個液-固界面的真實溫度。礦物物理實驗室的科學家使用激光和被稱為鑽石砧的高壓設備來儘可能地重現這些地獄般的壓力和溫度。 這些實驗提出了一個嚴峻的挑戰,但是我們對在這些條件下鐵的熔化溫度的估計在華氏7600到13000度之間。由於外核是流體,可能對流(並對外核中雜質的存在進行了額外的校正),我們可以將這個溫度範圍外推至地幔底部(外核頂部)的溫度,大約為地幔底部的5800至9400華氏度。

地球內部的很大一部分(外核)是由不純的熔融鐵合金組成的。在深層土壤條件下,鐵的熔化溫度很高,因此提供了深層土壤相當熱的初步證據。 我們真的不知道——至少不是非常確定或精確。地球的中心位於我們腳下6400公里,但有史以來鑽探直接測量溫度(或其他物理量)的最深處只有大約10公里。 具有諷刺意味的是,地球的核心遠沒有直接探測那麼容易。我們不僅沒有“進入核心”的技術,而且根本不清楚如何做到這一點。 因此,科學家必須間接地推斷地球內部深處的溫度。通過觀察地震波穿過地球的速度,地球物理學家可以確定無法直接探測的深度處岩石的密度和硬度。



如果有可能在高溫高壓下將這些特性與已知物質的特性相匹配,就有可能(原則上)推斷出地球深處的環境條件。 這方面的問題是,地球中心的條件如此極端,很難進行任何準確模擬地核條件的實驗室實驗。儘管如此,地球物理學家仍在不斷嘗試這些實驗,並對其進行改進,這樣他們的結果就可以外推至地球中心,那裡的壓力是大氣壓力的300多萬倍。 這些努力的底線是,目前對地球核心溫度的估計範圍相當廣。估計範圍從大約華氏7000度到12000度。

如果我們在高壓下非常精確地知道鐵的熔化溫度,我們就可以更精確地確定地核的溫度,因為地核主要由鐵水組成。但是,在我們在高溫高壓下的實驗變得更加精確之前,我們這個星球基本特性的不確定性將會持續存在。


軍機處留級大學士


地球已經形成了45億年,為什麼地核溫度仍然很高?

其實地球內部的熱量分為兩種,一種是地球形成之初便擁有的熱量,另一種則是地球內部的放射性物質衰變時釋放出的熱量。這兩種力量聯合起來,推動了地質運動的生生不息,產生了滄海桑田,創造了地磁場等等。可以說沒有這些熱量就沒有地球上如此欣欣向榮的生物圈。

先說第一部分。那是在地球剛開始形成的時候,太陽系混亂無比,不時有大型天體碎塊相互碰撞、擠壓,其中蘊含的重力勢能是十分巨大的。在這場角逐中,原始的地球形成了。但由重力勢能轉化而來的熱量卻導致了地球整體的溫度都很高。隨著撞擊逐漸減弱乃至趨於穩定,地球表面及淺層地表的熱量以熱輻射的形式射向宇宙深處,進而逐漸冷卻。但地球表面的岩石組成是熱的不良導體,所以地球內部的熱量就被牢牢“鎖”住了。實際上地球內部的熱量仍然在不斷通過地表向宇宙輻射,只不過這個過程極其緩慢。

此外,早在地球誕生初期,一些較重的元素就已經沉向地球深處了。這其中不乏一些放射性元素。天長日久,這些放射性元素在自身衰變的過程中積累的熱量也很可觀。而且由於地球體積巨大,表面積與體積之比很小,所以即使衰變放熱很緩慢,散熱面積小、散熱效果差了,地心溫度也會很高。

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張家小智兒


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。

回到45.5億年之前,地球還是一個行星胚的時候,由於數百萬、數千萬年的持續吸積過程,大量的天體撞擊積聚形成了原始地球。原始地球的表面溫度甚至高達一千攝氏度,到處是沸騰的岩漿。而且,仍然有大量的天體撞擊著地球,熱量持續產生。

約1億年的冷卻,地球表面徹底冷卻下來形成了地殼,而內部仍然具有很高的溫度,這是當初地球在吸積的時候產生的原始熱量,被保持了下來,以及下面即將要提到的情況。

另一種因素就是放射性元素衰變時候產生的熱量。在地球內部存在大量的放射性元素,放射性元素在衰變的時候,其原子核會自發地向外界發射出射線或者是粒子,過程中會產生熱量,旅行者一號搭載的核電池就是利用的這個原理,利用衰變過程中產生的熱量來發電。在地球內部,放射性元素衰變產熱主要來源於以下幾種放射性元素:K-40、Th-232、U-235、U-238。

以上的這2種原因,它們各自所提供的熱量是相當的,是地熱的主要提供者。除此之外,還有其它的因素。

地球有較好的保溫作用,地球有濃密的大氣層,在過去的四十多億年的時間裡,地球損失的熱量與產生的熱量大體上是相當的,所以地球散失熱量是一個極為緩慢的過程。在地球的核心處,幾乎相當於太陽的表面溫度,達到了5500 ℃,正因為地球核心處這麼高的溫度,使得鐵、鎳金屬呈現出液態,其液態的金屬對流形成了磁場,磁場保護了地球上的生態系統,如果沒有磁場,那麼地球就像火星一樣,變成光禿禿的星球,毫無生機。


科學船塢


每看到火山爆發,隨著鐵水般的岩漿滾滾而流,所過之處一片狼籍。地面的植被及動物瞬間被化為灰燼。原來地球內的岩漿如鐵水般溫度高。

照說,地球形成已經有46億年,早就該冷卻為固體圓球。孰不知,地球內核依舊是由溫度超高的岩漿充滿。地核為何能保持這般?原來地球形成早期就是處於熔融狀態,隨著冷卻,由外到內形成了地殼,地幔,地核的層層結構。厚厚的固體地殼,流動的液狀地幔,給地核裹上了層層的保暖衣。使地核一直保持著原始的熱源。同時,地核內存在的巨量放射性同位素,隨著這些元素衰變,所產生的熱量源源不斷增添。


山水1320


地核在地球的最中心。高密度,溫度非常高,約有4000~6000℃,甚至高於太陽表面溫度。

地核通常認為是地球初期受外來天體撞擊形成,它分為內核和外核。外核是融熔的,因為人類無法直接觀測地核(人類目前甚至還沒突破地殼),而從源自其他行星核心的鐵隕石來推測,以及地球的發電機理論推斷,也需要一個液態鐵外核的存在才能成立。至於內核,因為壓力極高,鐵的熔點也很高,所以傾向於內核是固態鐵。

維持地核高溫度主要有兩個原因,一個是內部的壓力使得原子的運動和碰撞加劇產生能量,一個是地球內部大量的放射性元素衰變釋放能量。

現在認為地球在不斷降溫中,只是目前沒有持續監測的手段。不過根據熱力學第二定律,整個宇宙都會耗盡所有能量,進入一個熵最大、均勻、黑暗、接近於絕對零度的狀態。


2手科學家


這裡有兩個原因:1,地殼都岩石(熱的不良導體),阻礙地球內部的熱量,很難散失。2,地球內部仍然有緩慢的聚合反應,補充散失的熱能。


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據估計,從地球內部傳導到地表的熱流約47萬億瓦,而熾熱的地球核心達到5500攝氏度。

地球內部熱量來源估計有兩種。

一是地球遺存的原始熱。地球己存在45億年了,地表溫度早已下降,但核心區域溫度仍高。原始熱包括了被多次撞擊產生的熱量。

二是地球內部放射性元素產生熱量。放射性元素包括鈾釷。如果沒有這種放射性衰變過程,地球上火山地震將會減少。

雖然現在地球一直向外耗散熱量,但由於其自身產生熱量得以補充,這是地球內部溫度仍高的原因。


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在太陽系裡,地球遵循了能量守恆的原則,45億年的地核一直保持高溫高壓狀態。


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地球是很美麗。很久以前,它的潮汐力就很強。由於岩漿噴發,大量容岩漿釋放。也就是火山噴發,留下的痕跡。核心還是有溫度的。其次氣候變化屬性,有的地方有溫泉。


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