地球中心温度有多高?是如何测量出来的呢?

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上海科技报科普问答主持人:主任记者 吴苡婷


这个温度数据不是实测出来的,是通过现有的证据推算出来的。首先,科学家利用地震波判断地球的核心部分的情况,根据地震波的反射可以推断出地球的核心是固体状态,核心外围有一圈液体。然后,根据地球引力和磁场的情况,以及大量陨石的成分,科学家判断出地球的核心是铁镍的组合。科学家们估算,地球内部的核心温度高达6000度,和太阳表面的温度类似,极其酷热。


地球的中心外围液体部分是铁镍金属的液体,而固体部分有些有趣,按理来说6000度高温下,铁镍等物质是液体状态,那么地球的核心地带为什么会有固体的存在呢?这个似乎很难理解。科学家们在经过大量科学实验后,做出了解释:因为内地核处于地球引力中心,液体铁和镍经常会滑落到中心地带,极端的环境让原子运动处于一种高速振幅的情况下,所以保持了一种独特的固体状态,那是一种有趣的晶体高温结构。


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地球的内核温度估计在6000度左右,接近太阳表面的温度了。人类对于地球内部情况的了解来源于对地震波的研究,类似于我们夏天挑选西瓜时,拍一拍来判断生熟,还有点像医疗检查中的各种影像检查。

对于发光的太阳,人类是利用天文望远镜和太空探测器来观察表面的光谱分布,通过计算得到其表面温度。

而对于地球内部,我们无法直接观察,人类只能通过地震波来对地球内部的结构和温度来进行研究。地震波的传播特点和时间给予了人们地球内部结构和不同物质的详细图像。通过对地震波传播速度的观测结果,把地球内部划分成了不同的圈层。

同时在地球内部地震波的传播速度的变化来源于地球内部温度的变化,地震波速对温度的敏感程度远大于内部组分的影响。通过建立的地震波速度模型,就可以计算出地球内部不同结构的温度分布。


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地球中心的温度在6000摄氏度以上。

怎样测的地核温度呢?我们继续假设地球是一个西瓜,西瓜里面情况未知。我们可以通过拍打西瓜,测得回声不同,知道这个西瓜里面是不是坏了,是不是均匀。根据西瓜的材质,可以知道在什么温度下西瓜中间的液体会存在,温度肯定在0到100摄氏度之间。



地球也是这样测,通过地震波测得地球中心外面是液态里面是固态。结合地球引力知道地球核心的元素成分,然后估计这个界面的压强,这样也就可以铁在这样的压强下,会有怎样的温度。结果就是地核为铁镍元素构成,温度在4000~6800℃范围。


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地心温度6600℃,但并不是测量出来的,而是通过已发现的事实和一些实验合理推测出来的。地球不可入,至今也未能很好地验证关于地心的推测是否正确。


随着深度的增加,温度不断升高,这在一些超深矿藏的开采和探测项目中获得验证。在南非金矿最深处,温度可以轻松突破50℃;在俄罗斯曾进行的科拉超深钻坑项目中,地下9500米温度升高至177℃;温泉中涌出的水可以高达8、90℃;火山喷发时,会喷出一千多度的炙热岩浆。这些都可以侧面说明,地球内部是很热的,并且随着深度增加温度越来越高。

但地球内部温度也一定有一个极限,不可能太高。随着勘探钻探深度增加,地球密度在不断上升,岩石的密度到达一定程度就不会再上升,而剩下的只有金属元素了。地球元素组成和岩浆喷发出的物质,推测地核含有大量铁、镍、硫和其它一些元素。

科学家在实验室中,模拟地球内部的高压环境,发现随着压力、温度的升高,铁的熔点在上升,通过地震波也发现,地核外层为液态、内核为固态,综合考虑地核的元素组成和压力等因素,科学家们推断地心温度能达到6600℃。

但很遗憾,这种推测目前并没有得到验证。科学家们曾寄希望于从火山口投入探测器,让它逐渐沉入地心,但分析后发现,那需要花费数千年。也有渴望通过观测穿透地球的中微子来间接观测地球,但目前似乎也还没有取得大的进展。


来看世界呀


地球的核心温度和太阳的表面温度相同,因为地核中不断地进行核聚变反应,也就是氢弹爆炸时的中心温度,我们可以用光谱分析仪知道太阳的核聚变产生的光谱同氢弹爆炸时产生的光谱相同的,从而推知太阳不断产生核聚变反应。人类可以制造氢弹就可以有方法测量氢弹爆炸时核心温度,例如,使用辐射温度计等!知道这个温度就可以知道太阳和地核的温度了。自然科学中的许多问题可以通过推理得到结论的,如牛顿第一定律是通过推理得出来的伟大定律,分子间作用力起初也是推理出来的?😄😃😄🌷🌹🌺



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