互动科普

北京时间2012年3月21日，墨西哥南部格雷罗州发生了7.8级地震。此后不到一个月的时间，印尼苏门答腊北部附近海域也发生了8.6级地震。环太平洋地区不断发生地震，引发了人们的担忧，网上甚至还出现了“地球已开启震动模式”的说法。

为什么会地震？实际上，地震的原动力是地球内部的“热”。为什么热能可以撼动大地，这种热能是从哪儿来的？让我们探究一下以地震为主的地球活动产生的根本原因吧。

地球“活着”的理由，在于其诞生之时

时不时给人们带来巨大灾难的地震，是由于地下或海底的岩层被突然破坏造成的。这种撼动岩层、产生地震的原动力，究其本源，应是地球内部的“热”。这种热，是从哪里来的呢？

距今46亿年前，宇宙空间中漂浮着的气体和固体尘埃物质中密度较大的部分，由于自身引力的作用开始收缩，形成了原始太阳。在原始太阳周围，形成了由残存气体和尘埃组成的圆盘（原始行星系圆盘）。之后大约经过了1000年，圆盘内部的尘埃形成了直径约数公里的天体，这种天体被称为“星子”。之后，这些星子不断碰撞、融合，最终形成了地球等行星。

星子撞击产生的能量使地球升温

因为星子的撞击产生了巨大热能，再加上主要由水蒸气构成的原始大气具有保温效果，于是原始地球上的大部分固体被熔化了。这时的地球表面上覆盖着至少有几百公里厚的岩浆海（magma ocean，岩石熔化后产生的岩浆）。

在岩浆海中，铁转化成直径约1厘米左右的小液滴，与岩石成分（硅酸盐）分离，由于比重较大，它们沉积在岩浆海的底部。这种铁堆积到一定程度，就会与较轻的岩石成分对调位置，然后带着热量始终不停地沉入地球内部。这样一来，主要成分为铁的热“核”就诞生了。

随着铁的下沉，地球持续升温。当你搅动热汤或热糖浆时，可以观察到温度略微上升的现象，这是因为搅拌的时候会产生摩擦热。炽热绵软的地球内部也会因铁的分离和沉降运动而被搅动，从而产生与上述现象同样的摩擦热。

除了上述在地球形成阶段积蓄的“原始热能”之外，重要的热源还有存在于星子中的长寿命（半衰期长）放射性物质（铀、钾、钍）。这些元素从原子核中放出射线（衰变）时，会产生热。因为45亿年前的地球上有比现在多得多的放射性物质，所以当时地球内部放射性物质所释放出来的热量约为现在的5〜10倍。

科学家认为，现在地球的内部温度最高可达6000℃。原始热能的“余热”以及地球在形成过程中获取的放射性物质所释放的热能，使得地球诞生了。46亿年后的今天，地球内部依旧保持着高温状态。这种热能，使地球成为一个“活着的”行星。我们将从下一页开始具体说明这一情况。

图：由于星子撞击而升温的原始地球

科学家认为，原始地球因星子剧烈的撞击和融合运动而急剧升温，因此在地表形成了岩浆海，而在地球内部则形成了地核。在成为星子数百万年后，地球成长为跟火星差不多大小的“原始行星”。在地球和其他原始行星之间又经历了约1亿年的撞击、融合运动后，它的体积终于变得和现在的地球差不多了。

（本文发表于《科学世界》2012年第6期）