科学家是如何得知地球内部温度的？問答頭條網

2018-11-15 22:19:44 佚名

一枚游戏科幻迷

直接测量是不可能了，目前人类在地球上打的最深的孔——科拉超深钻孔，也不过才12262米，与6371千米的地球半径相比，就是薄薄的的“一层皮”。那地球内部的温度是如何测算的呢？

人们很早就发现，虽然地表温度是随着环境温度而变化，但到达一定深度以后，温度就不受外界温度影响而变化了。这一深度被称为常温层。常温层的深度一般根据维度的不同而有所变化，当不断向地下深处挖掘时，温度也会随着升高，就是越往深处温度越高，这种现象可以从矿山，温泉以及火山等的存在得到一些证实。经过试验测算，在常温层以下，每深100米，温度就升高1℃，但在深度3公里以下后，每深入100米温度会升高2.5-3℃，在地壳以下15公里后，地热增温幅度再次逐渐减小。在接近地壳与上地幔的边界（约40公里深度），温度上升到约1000℃。

地壳以下的地球内部结构基本都是靠地震波来分层的，

在地表以下数十到数千公里深处，特别是在地核深处，物质的形态与温度的关系不是像在地表那样。通过地震波反馈的信息表明，地球拥有一个固态的地核，在通常条件下,我们常见的岩石在2000℃左右会熔化，而铁在1500℃就开始熔化，显然,2000℃以下这样一个无法让岩石熔化的温度却可以使铁核熔化，所以，单凭这些无法告诉我们在核-幔边界以及地核深处的温度有多高。因为岩石与铁的熔点是随着压力的增大而增高的，而压力是随着深度的增加而逐渐升高的。一些实验表明，随着压力的增加，铁的熔点似乎比温度上升的要快，这样的话，在地核最中心的约120公里的范围内,主要由铁组成的核变为固态的“内核”，因为巨大的压力（地球内核中的压力可达约370万个大气压）使得铁的熔点变得非常高,以至于地核内部的高温也不足以使其熔化。

所以，为了确定地核内部温度，科学家发明了一些新技术，将几微米大小的铁微粒置于两块金刚石的尖端，模拟高压环境，并通过激光来进行加热，可以在短时间内形成非常高的温度和压力来模拟地核内部环境，用这种技术进行测定的结果表明，在地幔与外核之间的压力条件下，铁的熔点约为4500℃；而在外核与内核之间的环境下，铁的熔点高达7300℃。当然，地核不完全是由铁单一元素组成，比如地核中的硫元素可以使地核的熔点降低1000℃，通过实验测算，科学家估计地核外部边界的温度约为因此,科学家们估计地核外部边界的温度为3500℃，内外核交界处的温度约为6300℃，而地球正中心内核的温度高达6600℃，这要比太阳表面的温度还要高1000℃。

当然，随着未来更先进的探测技术的出现，人类对地球内部的情况会有更深一步的了解，对于地球内部的温度，也能更精确的估算，这有助于帮助人类了解地球是如何形成的以及放射性物质在地球内部是如何分布的。

清明的星空

要想知道一个物体的温度，我们首先想到的肯定是温度计，不过拿来测量身体、空气、地表这些可以，如果拿来测量地球，就行不通了。

那么科学报道上的地球内部温度怎么来的？肯定是推测出来的，但这需要建立在较为可靠的科学模型基础才行，下面来详细讲一讲如何推算：

1、对于较浅的部位，如地壳（地表—33km深），主要为固态物质，也就是坚硬的岩石，其温度会随着深度的增加而增加，这种变化通常是线性的，地质科学家以每百米垂直深度上增加的℃数表示为地温梯度。不同地点地温梯度值不同，通常为(1—3)℃/百米，火山活动区较高。地温梯度可以通过直接测量、人工地温法和地热流量法三种方法测得，具体就不详细赘述。在得到地温梯度后，通过线性公式，就可以计算出地表下33km深度范围的温度了。

2、进入深部位，如地幔、外核和内核，其物质形态有半熔融状态、熔融状态和固态，比较复杂，上述方法就不适用了，此时需要利用地震波数据。地震波可以穿过几万公里的地球内部，并且地震波的速度显示了它们所过之处物体的化学和物理属性，这两个特性可以被利用来推算温度。其做法简单来讲就是将地震波数据与矿物质物理属性的数据进行拟合匹配，例如A代表地震波，B代表矿物的物理属性，C代表温度，已知C=B，如果测得地球内部某一深度时的A=B，那么就可推测A=C，即该深度时的温度。当然这是计算模型的简化，实际工作中需要更复杂和更全面的数据综合处理。

总之，地球内部的温度是不可能实际测量的，我们所谈论的温度只是通过科学模型计算出来的，这个温度与实际温度肯定有偏差的，不过这已经是目前科学家能用到的最可靠的方法了。

地质说

地球是空心的，大约在2900km以下，是地下海洋，地下海洋到地心是空气。这是从地震波在2900km到地心，只有纵波没有横波，只有水和空气不能被剪切，所以不能产生横波，经分析得出的结果。根据太平洋赤道暖池的温度，推测地下海洋的温度，大约在30-35度。因为赤道暖池的水是从内海洋因地球自轉离心力而冐上耒的。王致平的观点