科學家是如何得知地球內部溫度的?

一枚遊戲科幻迷


直接測量是不可能了,目前人類在地球上打的最深的孔——科拉超深鑽孔,也不過才12262米,與6371千米的地球半徑相比,就是薄薄的的“一層皮”。那地球內部的溫度是如何測算的呢?

人們很早就發現,雖然地表溫度是隨著環境溫度而變化,但到達一定深度以後,溫度就不受外界溫度影響而變化了。這一深度被稱為常溫層。常溫層的深度一般根據維度的不同而有所變化,當不斷向地下深處挖掘時,溫度也會隨著升高,就是越往深處溫度越高,這種現象可以從礦山,溫泉以及火山等的存在得到一些證實。經過試驗測算,在常溫層以下,每深100米,溫度就升高1℃,但在深度3公里以下後,每深入100米溫度會升高2.5-3℃,在地殼以下15公里後,地熱增溫幅度再次逐漸減小。在接近地殼與上地幔的邊界(約40公里深度),溫度上升到約1000℃。

地殼以下的地球內部結構基本都是靠地震波來分層的,

在地表以下數十到數千公里深處,特別是在地核深處,物質的形態與溫度的關係不是像在地表那樣。通過地震波反饋的信息表明,地球擁有一個固態的地核,在通常條件下,我們常見的岩石在2000℃左右會熔化,而鐵在1500℃就開始熔化,顯然,2000℃以下這樣一個無法讓岩石熔化的溫度卻可以使鐵核熔化,所以,單憑這些無法告訴我們在核-幔邊界以及地核深處的溫度有多高。因為岩石與鐵的熔點是隨著壓力的增大而增高的,而壓力是隨著深度的增加而逐漸升高的。一些實驗表明,隨著壓力的增加,鐵的熔點似乎比溫度上升的要快,這樣的話,在地核最中心的約120公里的範圍內,主要由鐵組成的核變為固態的“內核”,因為巨大的壓力(地球內核中的壓力可達約370萬個大氣壓)使得鐵的熔點變得非常高,以至於地核內部的高溫也不足以使其熔化。

所以,為了確定地核內部溫度,科學家發明了一些新技術,將幾微米大小的鐵微粒置於兩塊金剛石的尖端,模擬高壓環境,並通過激光來進行加熱,可以在短時間內形成非常高的溫度和壓力來模擬地核內部環境,用這種技術進行測定的結果表明,在地幔與外核之間的壓力條件下,鐵的熔點約為4500℃;而在外核與內核之間的環境下,鐵的熔點高達7300℃。當然,地核不完全是由鐵單一元素組成,比如地核中的硫元素可以使地核的熔點降低1000℃,通過實驗測算,科學家估計地核外部邊界的溫度約為因此,科學家們估計地核外部邊界的溫度為3500℃,內外核交界處的溫度約為6300℃,而地球正中心內核的溫度高達6600℃,這要比太陽表面的溫度還要高1000℃。

當然,隨著未來更先進的探測技術的出現,人類對地球內部的情況會有更深一步的瞭解,對於地球內部的溫度,也能更精確的估算,這有助於幫助人類瞭解地球是如何形成的以及放射性物質在地球內部是如何分佈的。


清明的星空


要想知道一個物體的溫度,我們首先想到的肯定是溫度計,不過拿來測量身體、空氣、地表這些可以,如果拿來測量地球,就行不通了。

那麼科學報道上的地球內部溫度怎麼來的?肯定是推測出來的,但這需要建立在較為可靠的科學模型基礎才行,下面來詳細講一講如何推算:1、對於較淺的部位,如地殼(地表—33km深),主要為固態物質,也就是堅硬的岩石,其溫度會隨著深度的增加而增加,這種變化通常是線性的,地質科學家以每百米垂直深度上增加的℃數表示為地溫梯度。不同地點地溫梯度值不同,通常為(1—3)℃/百米,火山活動區較高。地溫梯度可以通過直接測量、人工地溫法和地熱流量法三種方法測得,具體就不詳細贅述。在得到地溫梯度後,通過線性公式,就可以計算出地表下33km深度範圍的溫度了。

2、進入深部位,如地幔、外核和內核,其物質形態有半熔融狀態、熔融狀態和固態,比較複雜,上述方法就不適用了,此時需要利用地震波數據。地震波可以穿過幾萬公里的地球內部,並且地震波的速度顯示了它們所過之處物體的化學和物理屬性,這兩個特性可以被利用來推算溫度。其做法簡單來講就是將地震波數據與礦物質物理屬性的數據進行擬合匹配,例如A代表地震波,B代表礦物的物理屬性,C代表溫度,已知C=B,如果測得地球內部某一深度時的A=B,那麼就可推測A=C,即該深度時的溫度。當然這是計算模型的簡化,實際工作中需要更復雜和更全面的數據綜合處理。

總之,地球內部的溫度是不可能實際測量的,我們所談論的溫度只是通過科學模型計算出來的,這個溫度與實際溫度肯定有偏差的,不過這已經是目前科學家能用到的最可靠的方法了。


地質說


地球是空心的,大約在2900km以下,是地下海洋,地下海洋到地心是空氣。這是從地震波在2900km到地心,只有縱波沒有橫波,只有水和空氣不能被剪切,所以不能產生橫波,經分析得出的結果。根據太平洋赤道暖池的溫度,推測地下海洋的溫度,大約在30-35度。因為赤道暖池的水是從內海洋因地球自轉離心力而冐上耒的。王致平的觀點


金星w


推算出的。以一個簡單的例子證明: 挖一個豎井,就可以得知,隨著井深的遞增,溫度也是隨著深度的增加而升高。比如冬天地表面是負10°攝氏,而乾井地下35米處的溫度就約為攝氏30°。


樂樂161773083


已知地球的半徑是6371.2公里,科學家只能根據地表到深度6000米之間溫度的變化差再乘以相應的遞增倍數,得出的結果。


用戶18392503505


科學家也只是推測,沒有人真正知道。


一葉遮世界


火山噴出的岩漿。


風和日麗129078850


開採地熱資源才得知。


QQ星光群


猜的!他們說多少度就是多少度!


Lickingmyballs


目前主要依靠火山及海溝等火山岩漿噴發的溫度進行測算。


分享到:


相關文章: