地球经历了40多亿年,内核温度为什么不会变冷?

乌托邦少年

地球虽然有40多亿年的历史,但是其全寿命可以很长,至少在百亿年以上,因为我们已经发现了年龄达到百亿年的行星。行星的寿命很长程度上与恒星有关,如果恒星死亡,那么行星系统也可能覆灭。科学家普遍认为地球的地核主要由铁、镍等元素构成,密度很大,其平均密度达到约10.7克/立方厘米。地核的温度很高,约为7000℃左右。

由此看出,行星的内核也是有寿命的,一旦产生热量的机制开始衰退,那么内核就进入生命末期了。之所以40多亿年还没有冷却,是因为地球本身的寿命不止40多亿年,自然也不会冷却。根据太阳系的演化历史,在地球内核冷却之前,地球可能就不复存在了,红巨星阶段将在30至40亿年之后到来。宇宙中没有永恒,只不过是时间太长,看似永恒而已,任何天体都有生命周期,更不用说有机界的物种了。


川陀太空

地球内部热量的主体是当初地球形成时,各个组成地球的碎片的引力势能转变为热能,聚集在地球上,当初的原始地球就是一个巨型熔岩球,比地狱可怕100倍。

但随着地球表面温度向太空热辐射逐步冷却,凝固成地壳,地表温度降低,因此目前热量主要集中在地球内部,数十亿年来地球内核保持了灼热状态,据估计核心温度在5000°c以上,主要还是原因有如下几条:

1、地球内部有大量的放射性元素衰变放热,也就是地球内部有持续的热源,既然有持续的核能热源,当然温度就有保持的趋势。

2、由于地球本身处于宇宙真空中,热量的散失只有热辐射一条路,这也是地球表面为何会凝固的主要原因,地表向太空辐射热量,温度降低凝固,但热辐射的能量与地表温度直接相关,以地球目前平均20°的温度,热辐射率很低,根本不足以将巨量的地球内热散发出来。

3、但与之同时,太阳也在向地球辐射热量,这在某种程度上也加热了地球,直接的降低了地表热辐射损失,客观上实现保温了。

4、最主要是的原因是,地球表面的材料是较轻的硅酸盐,导热率很低,也就是地壳像一层厚厚的保温层,包裹地球内核,导致里面的热量出不来,就像给地球裹了一层棉被一样,这才是地球内核温度不降的主要原因。


楚楚夫

想要回答这个问题,我们需要了解地球的构造。



科学界通常认为,太阳系是46亿年前从一片气体尘埃云中诞生的,其中一部分尘埃在引力作用下收缩成为地球。地球在最初形成时是炽热熔融的状态,此后因为原始热量流失而逐渐冷却。同时,地球内部铀、钍、钾等放射性同位素的衰变,持续产生出新的热量。

这里我们重点说一下地核

地核又称铁镍核心,其物质组成以铁、镍为主,又分为内核和外核。内核的顶界面距地表约5100公里,约占地核直径的1/3,可能是固态的,其密度为10.5—15.5克/立方厘米。外核的顶界面距地表2900公里,可能是液态的,其密度为9—11克/立方厘米。推测外地核可能由液态铁组成,内核被认为是由刚性很高的,在极高压下结晶的固体铁镍合金组成。地核中心的压力可达到350万个大气压,温度是6000摄氏度。一个国际研究小组最近报告说,他们通过对中微子的观测发现,地球自身热量大约有一半来自放射性物质衰变,另一半则是从地球刚形成时保存至今的原始热量。

放射性元素的半衰期



铀238,半衰期45亿年(这个跟地球年龄相当)

钍232,半衰期140亿年

钾40,半衰期12亿面

铋209,半衰期12亿年1.9e+19年(这个已经到了宇宙年龄的十亿倍)

至今距地球已经形成已经过了46年,而人类文明史不会超过万年。

地球内核温度的降低是以亿年为单位的,真到地球内核冷却了,估计地球早就不存在了。


视窗影像

地核之外有近2000千米的保温层,保温效果是猜不到的,可以用传热学估算,对传热学不感兴趣的可以直接跳过看结论。

准备数据:地球半径6370千米,地核半径3400千米,保温层平均半径4895千米,岩石导热系数取平均值3w/(m*k),地球中心温度6000℃。


计算地核通过地表的近似散热功率(导热系数×温差×平均面积/保温层厚度):Q=3×6000×3.14×4895000²/(6370000-3400000)=5×10∧11W。

地核的密度是10g/cm³,比热容0.46KJ/(kg*k)。计算地核每年因为散热下降的温度(功率×时间/(地核体积×地核密度×比热容)):T=365×24×3600×5×10∧11/(4/3×3.14×3400000³×10×1000×460)=0.000000002℃,一共有9个零。这是地核温度一年的降温量,可以继续计算出,地表散热让地核温度下降1℃需要五千万年。


结论:地球的外壳是厚度为2970千米的保温层,地核在这个厚实的保温层中,即使没有任何能量注入,大约五千万年地核温度才能下降1℃。结果很出乎意料,我重新检查了一下过程,数量级不会有错


飞鱼科普

(1)来自行星形成和增生的热量,尚未损失。

(2)摩擦加热,由密度较大的堆芯材料下沉到行星中心所引起。

(3)放射性元素衰变产生的热量。

热量从地球上移出需要相当长的时间。这是通过在地球液体外核和固体地幔内的热“对流”输送和通过非对流边界层(例如地球表面的板块)的较慢“传导”热量而发生的。因此,地球的大部分原始热量,从地球第一次形成和发展其核心时起,就被保留下来了。

通过简单的吸积过程可以产生的热量是很大的,它将小的物体聚集在一起形成原始地球。关键的问题是,这些能量中有多少被储存到不断增长的地球中,又有多少被重新辐射到了太空中。事实上,目前公认的关于月球是如何形成的观点,涉及火星大小的物体与原始地球产生撞击。当两个如此大的物体碰撞时,会产生大量的热量,其中相当多的热量会被保留下来。这一小插曲可能在很大程度上融化了地球最外层几千公里的地方。


此外,构成地球核心的致密富铁物质下降到内核将产生大量的热量。第三个主要热源的,放射性加热是不确定的。在地球深处,放射性元素(主要是钾、铀和钍)的精确丰度鲜为人知。

它会冷却下来吗?

内核是一个热的而密集的铁球。它的半径大约为1220公里。内核温度约为6000摄氏度,压力接近360万大气压。

随着整个地球慢慢冷却,内核每年增长大约1毫米。当液体外核的碎片凝固或结晶时,内核就会生长。内核的生长是不均匀的。它以块状和丛生形式存在,并受地幔活动的影响。这种结晶过程非常缓慢,而地球内部不断的放射性衰变使结晶的速度进一步放缓。科学家估计,内核要完全固化大约需要910亿年。



但太阳将在75亿年后变成红色巨星,太阳将迅速开始失去质量。当它达到最大半径时(现在半径的256倍),它将下降到现在质量的67%。一旦进入太阳的大气层,地球就会与气体粒子相撞,地球就已经毁灭了。



趣味说

看了各位大神的讲解,基本都是把地妈剖开了来讲内部构造,讲放射性元素衰变,好像地妈能成现在这个样子就是地妈自个儿的事,个人觉得地核能够长期保持目前的状态,必须从太阳系系统整体来考虑,

多重潮汐力才是维持地球脉动的关键;




首先就是外围几个巨星交替揉捏地球,尤其是木老大的揉捏效果最大,有人说外围巨星走得好慢,等他们揉捏一次要等好久……拜托……人家走得慢,我们地妈走得快好不,365天就绕日一周,不要说在银河系,就是在太阳系也是投胎的节奏。以我们人类的凡胎肉眼看银河,完全可以理解为静止,可就是静止的银河把人马座椭球矮星系扯散,形成一条环绕银河系长长的恒星流。当然这个过程对于人类来说太过缓慢,自然这个力道也让人无法理解;



其次就是奇葩的日地月关系,这个潮汐力就不用解释了吧,搞得女人每个月都要不可理喻的周期性发作一下。个人觉得正是月球这颗硕大单卫星的存在,才使得地球没有走火星之路。她给地妈的揉捏就周期短,出汗效果明显,你能看到江河湖海的潮起潮落,她对地幔,尤其是对地核外液态层也同样有影响力,这个影响力使地内能量流动、交换更具规律性和持续性;



当然太阳终究是神一样的存在,地妈离祂太远,月球就可能被木星扯走,地面也会被冰冻,基本的热交换没有了,就只有啃放射性元素的老本儿,最终一切都会变得孤寂……


看热闹不怕事大30

我们人类从开始文明到如今,对我们的家园(地球)仍然有着很多不解的迷惑。


地球大约诞生于46亿年前,那时的初始地球地表处于熔融状态,到处是火山喷发流出滚烫的岩浆,再加上陨石的撞击,火山灰夹杂着浓浓的尘埃和有毒气体飘在空中,根本就不能孕育生命的存在!

随着时间的更迭,火山灰慢慢散尽和有毒气体的消失,重物质逐渐下沉到地核,地球表面开始冷却,大气得到了净化,水源变得了清澈,才逐渐适应了生命诞生的条件。

地球从诞生到如今始终是在逐渐的变冷的,据科学家研究分析表明,每个星系的恒星,都直接决定着它的行星的寿命,所以按照科学家的预测,太阳至少还要燃烧40多亿年,那么地球无可厚非的就得跟着太阳运转40多亿年。只要它在不停的运转,必定会产生巨大的能量。

再有,沉积在地球内部的放射性化学元素,铀235和钍232钾_40等持续的衰变,就像一坐天然的核电站一样,所释放出的热量足够地核的温度保持若干年。另外地球外面覆有厚厚的岩石做保护层,大大的阻碍了内核热量的流逝。

当然了,这些核燃料早晚也会枯竭的,太阳输送给地球的能量最终也是越来越有限,随着若干年后地球运转的减慢,内核的热量肯定会越来越少,岩浆会慢慢的凝固,直至停止运转变为一颗岩石星球。到那时,也许是几十亿年以后的事了!


田园书香

答:那是因为40多亿年,对于地球内核冷却来说,时间太短了,只不过相对于你来说很长而已;而且地球内部的物质,一直在衰变,衰变会释放能量,维持着地球的温度。




我们就按照最简单的假设:把地球想象成一块大石头,内部温度高达6000℃,但是地球半径太大,高达6300千米,所以到了地表后,地表平均温度只有14℃(标准值)。

但是我们的散热温度不能用地表的温度,而是应该用地球外部大气层的温度,只有-50℃;另外,太空的温度为3K。



然后地球这块大石头,按照热辐射的方式损失热量,给地球一个平均比热容,且内部不在以其他方式产生热量的话,根据简单的热力学知识,就可以计算冷却时间啦。


类似的计算,大科学家开尔文做过,就是开尔文温度那个开尔文爵士,100年前,他以“地球冷却为现在的样子”为模型,计算了地球的寿命,可以告诉你他计算的结果是2400万年。



和地球实际年龄40多亿年,相差十万千里,因为二十世纪的科学家,还不知道“衰变”这一概念。




当然,只要地球损失的能量,比接受太阳的能量大,那么这些能量总有耗散完的时候,但也是非常漫长的,需要数百亿年的时间,比我们太阳的寿命还长!



艾伯史密斯

心的温度也是史前文明在保持状态,在设置地球的范围之内,也安排了一些的内热出口,就是调解局部的剧烈温度的效应,当然,她们已经适合了很高的温度的情况下,比如太阳周边,又比如说海底之下,或许很多人火山喷发的状况,这都是一种特殊的安排,为了保持地球的总体性的稳定,就产生了一些类似的效果(比如百姓家中盖房子,没有烟筒那还是房子吗?这是应该要理解的)。地心是空心的,而且是巨大的能量库,史前文明的高科技都在地心,比如它们的飞行器,瞬间离开和瞬间显形,这都离不开地心的磁引力互动作用,这就是高科技,不光如此,月球,包括了九大恒星,和它的周边卫星,都有一些控制的渠道,都是瞬间完成过程的标志,人们还在迷糊着,金字塔是什么样的坐标?埋没海底又是什么样坐标?难道说瞬间发生的事情瞬间消失的过程人们就不会理解这个问题,当然,这也是一个复杂的问题,没有地心盈利的互动,就不会有这种效果的反作用力和反物质能量都是客观的存在。希望我们国家科研专家对地心学充研。谢谢!


AAAET

地球是一个有着生命体的星球,对于地球整体来看它分三个地心。我们知道的是一个大地心,地球是圆的应该是一个地心。我和大人到过南极进入了南极地心,发现了草原,称它为小达赖.。后来又到过北极,又发现了地下森林。大小动物,鸟🐦都是白色的红眼睛,称它为北极地下森林达赖,(南极,北极都有标本保留至今)也进入了北极地心。在前苏联和美国的帮助下,从澳大利亚的海域又进入了我们认知的地心(那是一次惊心动魄的,地心考查。从澳大利亚进入海底随道到巴西海域且用了46个小时,美国潜艇退伍的官兵们,现在公开称为穿越时空。从澳洲到巴西在地球表面海域,航道行驶最快也得二十二天。)。从这三个地心,大人们通过美国的一位油画大师共同画了两付油画,一付在美国博物馆,一付在中国故宫博物馆。从这两付画就可以看到地球是什么样子的,也可以看到地球的内部的高温是怎样不停的平横温度,也可以看到海洋的海水是通过十三个海底随道,来回流动的。也可以知到地球的气流,怎样的形成和流通得过程。也可以证明一切太阳系的星球排列分部,都是生命体的组合体。所以在运动中的星球内核,不可能降低温度而变冷的…


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