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地球内部总有一天会冷却吗?

《科学世界》  发表于 2018年06月15日

地球的内部,随着深度增加,温度越来越高。据推测,到地球的中心(内核),温度已经升高到5000℃左右。

可是,地球的年龄约为46亿岁。经过如此漫长的岁月,地球内部直到现在也没有冷却,仍然保持了这样高的温度,好像也不好理解。

 

地球内部,热量非常难以传递

地球内部的热量,其来源之一是在地球诞生出来之时受到微行星撞击所产生的热能。此外还有一个来源,那就是存在于地壳和地幔中的铀、钍和钾等放射性元素在衰变时释放出来的热能。这种由放射性产生热能的过程虽然已进行了46亿年,至今仍然没有停止的迹象。

地球内部的热量会缓慢地传递到地表。计算表明,将大陆和海洋都考虑进来,从内部传递到表面的能量相当于平均每一平方米0.085瓦(“瓦”为功率单位,表示每一秒传递的能量数量)。地球表面接受到(吸收)的太阳光的能量是每一平方米约170瓦,比较起来,从地球内部传递到表面的热量简直微不足道。不过,经过46亿年的长时间,地球毕竟还是在一点一点地缓慢冷却。

那么,地球什么时候会完全冷却呢?我们并不知道地球内部究竟蕴藏有多少能量,不过,根据推测,地球中心的温度从地球诞生之初到现在已经下降了约500℃。经过46亿年,温度才下降这么一点,可见地球的冷却过程相当缓慢,非常耗费时间。这说明热量在地球内部非常难以传递。

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高温地核的形成 

在大约46亿年前,原始地球通过微行星的相互碰撞和融合而诞生。碰撞产生的热能使地球处于高温状态,岩石熔化,当时的地球覆盖着“岩浆海洋”。原始地球的成分是铁等金属和岩石的混合物,在变成岩浆以后,沉重的铁下沉到中心,形成地核。这些下沉的铁同时也就把热能带到了地球中心。

 

地球不待完全冷却,太阳早已寿终正寝

我们知道,太阳的寿命是大约100亿年,它还能够继续存在约50亿年。太阳到晚年会膨胀,据推测,届时太阳的表面会向外扩大到地球现在的轨道。到那时,地球很可能会被太阳吞没。这就是说,在地球冷却以前,太阳的寿命就会终结,地球将不复存在。

不过,也有研究者认为,地球到那时不一定会被太阳吞没。即使如此,有太阳的表面在近旁,地球的表面肯定会是一个灼热的世界。

顺便提到,在那以后,太阳会失去它的外层,只留下一个很小的中心部分(白矮星),逐渐冷却。

 

(本文发表于《科学世界》20111期)


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