地球已经形成了45亿年,为啥核温度仍然很高?


首先,地球有一个保温层,就是大气层。

大气层的存在使得地球表面温度比较稳定,同时具有温室效应,避免了地表热量的流失,也不会使得地球整体降温太快。

在早期地球,形成初期的几亿年中,地球的温度是非常高的,表面整天有无数的陨石天体撞击,温度经常维持在几千度的水平,当时还没有大气层,但常年不断的撞击,产生的热量也很难散去。

而核心区域温度更高,随着陨石撞击的此数减少,地表温度慢慢降了下来,海洋和大气逐渐出现,最终地表温度维持在几十度的范围。但核心的热量却难以快速降低,因为外层是岩石层,再外面还有大气保持温度,所以地心的热量只有通过火山爆发释放出来。

另外,地球内部还存在着放射性元素,也再不断的释放着热量,这也会导致地球内部的热量维持不断。

再有一个,地球内部也存在着运动,因为地球内部除了核心部位,大部分是熔岩状态的地幔,在早期的地球,这里的 运动会比现在更剧烈。因此,在这种运动下,也会导致内部摩擦产生热量。

综合以上,可以看出,一方面地球内部的热量扩散的非常慢,另一方面内部还在产生一定的热量。因此,尽管经历了几十亿年,地球内部依然保持着较高的温度。


寒萧99



地球虽然形成了45亿年,但地球深处有三个主要的热源造成地核温度仍然很高:1、地球形成和增大时产生的热量,这些热量尚未消失;2、摩擦加热,由更致密的核心材料下沉到行星中心引起;3、放射性元素衰变产生的热量。 热量离开地球需要相当长的时间。这是通过液体外核和固体地幔内的热量“对流”传输和通过非对流边界层(如地表的地球板块)的较慢的热量“传导”传输来实现的。



结果,从地球第一次增大和发展其核心时起,地球的大部分原始热量就被保留了下来。 通过简单的增生过程产生的热量很大,这些过程将小天体聚集在一起形成原始地球:大约18000华氏度(1华氏度=-17.222摄氏度)。关键问题是有多少能量被储存到生长中的地球上,又有多少能量被重新辐射到太空中。事实上,目前公认的月球是如何形成的想法包括火星大小的物体与原地球的碰撞或吸积。当两个如此大的物体碰撞时,会产生大量的热量,其中相当一部分被保留下来。这一集很大程度上融化了地球最外层的几千公里。



此外,构成地球核心的致密富铁物质下降到中心会产生大约3000华氏度的热量。第三个主要热源——放射性加热的大小还不确定。地球深处放射性元素(主要是钾、铀和钍)的精确丰度知之甚少。 总之,早期地球并不缺乏热量,地球无法快速冷却导致地球内部持续高温。实际上,不仅地球的板块在内部充当了一个毯子,甚至固体地幔中的对流热传递也没有为热量损失提供特别有效的机制。


地球确实在推动板块构造的过程中损失了一些热量,尤其是在大洋中脊。相比之下,火星和月球等较小的天体几乎没有显示出近期构造活动或火山活动的证据。 我们从超高压下铁的熔化行为得出对地球深部温度的初步估计。我们知道地球的核心深度从2886公里到中心6371公里,主要是铁,还有一些污染物。怎么做?声音穿过地球核心的速度(从地震波穿过核心的速度来测量)和核心的密度与在实验室测量的高压高温下铁的密度非常相似。铁是唯一与地核的地震性质紧密匹配的元素,而且在宇宙中也足够丰富,足以构成地核中行星质量的大约35%。


地核被分成两个独立的区域:液体外核和固体内核,两者之间的过渡位于5156公里的深度。因此,如果我们能够在内外芯之间的边界的极端压力下测量铁的熔化温度,那么这个实验室温度应该合理地接近这个液-固界面的真实温度。矿物物理实验室的科学家使用激光和被称为钻石砧的高压设备来尽可能地重现这些地狱般的压力和温度。 这些实验提出了一个严峻的挑战,但是我们对在这些条件下铁的熔化温度的估计在华氏7600到13000度之间。由于外核是流体,可能对流(并对外核中杂质的存在进行了额外的校正),我们可以将这个温度范围外推至地幔底部(外核顶部)的温度,大约为地幔底部的5800至9400华氏度。

地球内部的很大一部分(外核)是由不纯的熔融铁合金组成的。在深层土壤条件下,铁的熔化温度很高,因此提供了深层土壤相当热的初步证据。 我们真的不知道——至少不是非常确定或精确。地球的中心位于我们脚下6400公里,但有史以来钻探直接测量温度(或其他物理量)的最深处只有大约10公里。 具有讽刺意味的是,地球的核心远没有直接探测那么容易。我们不仅没有“进入核心”的技术,而且根本不清楚如何做到这一点。 因此,科学家必须间接地推断地球内部深处的温度。通过观察地震波穿过地球的速度,地球物理学家可以确定无法直接探测的深度处岩石的密度和硬度。



如果有可能在高温高压下将这些特性与已知物质的特性相匹配,就有可能(原则上)推断出地球深处的环境条件。 这方面的问题是,地球中心的条件如此极端,很难进行任何准确模拟地核条件的实验室实验。尽管如此,地球物理学家仍在不断尝试这些实验,并对其进行改进,这样他们的结果就可以外推至地球中心,那里的压力是大气压力的300多万倍。 这些努力的底线是,目前对地球核心温度的估计范围相当广。估计范围从大约华氏7000度到12000度。

如果我们在高压下非常精确地知道铁的熔化温度,我们就可以更精确地确定地核的温度,因为地核主要由铁水组成。但是,在我们在高温高压下的实验变得更加精确之前,我们这个星球基本特性的不确定性将会持续存在。


军机处留级大学士


地球已经形成了45亿年,为什么地核温度仍然很高?

其实地球内部的热量分为两种,一种是地球形成之初便拥有的热量,另一种则是地球内部的放射性物质衰变时释放出的热量。这两种力量联合起来,推动了地质运动的生生不息,产生了沧海桑田,创造了地磁场等等。可以说没有这些热量就没有地球上如此欣欣向荣的生物圈。

先说第一部分。那是在地球刚开始形成的时候,太阳系混乱无比,不时有大型天体碎块相互碰撞、挤压,其中蕴含的重力势能是十分巨大的。在这场角逐中,原始的地球形成了。但由重力势能转化而来的热量却导致了地球整体的温度都很高。随着撞击逐渐减弱乃至趋于稳定,地球表面及浅层地表的热量以热辐射的形式射向宇宙深处,进而逐渐冷却。但地球表面的岩石组成是热的不良导体,所以地球内部的热量就被牢牢“锁”住了。实际上地球内部的热量仍然在不断通过地表向宇宙辐射,只不过这个过程极其缓慢。

此外,早在地球诞生初期,一些较重的元素就已经沉向地球深处了。这其中不乏一些放射性元素。天长日久,这些放射性元素在自身衰变的过程中积累的热量也很可观。而且由于地球体积巨大,表面积与体积之比很小,所以即使衰变放热很缓慢,散热面积小、散热效果差了,地心温度也会很高。

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地球已经形成45.5亿年了,时间过去了那么久,为何地球内部的温度依然那么高呢?

开门见山,直接说明2个原因:地球刚形成时候的原初热量以及地球内部富含的放射性元素衰变产热,这2个原因是地球内部温度依然还那么高的直接因素。

回到45.5亿年之前,地球还是一个行星胚的时候,由于数百万、数千万年的持续吸积过程,大量的天体撞击积聚形成了原始地球。原始地球的表面温度甚至高达一千摄氏度,到处是沸腾的岩浆。而且,仍然有大量的天体撞击着地球,热量持续产生。

约1亿年的冷却,地球表面彻底冷却下来形成了地壳,而内部仍然具有很高的温度,这是当初地球在吸积的时候产生的原始热量,被保持了下来,以及下面即将要提到的情况。

另一种因素就是放射性元素衰变时候产生的热量。在地球内部存在大量的放射性元素,放射性元素在衰变的时候,其原子核会自发地向外界发射出射线或者是粒子,过程中会产生热量,旅行者一号搭载的核电池就是利用的这个原理,利用衰变过程中产生的热量来发电。在地球内部,放射性元素衰变产热主要来源于以下几种放射性元素:K-40、Th-232、U-235、U-238。

以上的这2种原因,它们各自所提供的热量是相当的,是地热的主要提供者。除此之外,还有其它的因素。

地球有较好的保温作用,地球有浓密的大气层,在过去的四十多亿年的时间里,地球损失的热量与产生的热量大体上是相当的,所以地球散失热量是一个极为缓慢的过程。在地球的核心处,几乎相当于太阳的表面温度,达到了5500 ℃,正因为地球核心处这么高的温度,使得铁、镍金属呈现出液态,其液态的金属对流形成了磁场,磁场保护了地球上的生态系统,如果没有磁场,那么地球就像火星一样,变成光秃秃的星球,毫无生机。


科学船坞


每看到火山爆发,随着铁水般的岩浆滚滚而流,所过之处一片狼籍。地面的植被及动物瞬间被化为灰烬。原来地球内的岩浆如铁水般温度高。

照说,地球形成已经有46亿年,早就该冷却为固体圆球。孰不知,地球内核依旧是由温度超高的岩浆充满。地核为何能保持这般?原来地球形成早期就是处于熔融状态,随着冷却,由外到内形成了地壳,地幔,地核的层层结构。厚厚的固体地壳,流动的液状地幔,给地核裹上了层层的保暖衣。使地核一直保持着原始的热源。同時,地核内存在的巨量放射性同位素,随着这些元素衰变,所产生的热量源源不断增添。


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地核在地球的最中心。高密度,温度非常高,约有4000~6000℃,甚至高于太阳表面温度。

地核通常认为是地球初期受外来天体撞击形成,它分为内核和外核。外核是融熔的,因为人类无法直接观测地核(人类目前甚至还没突破地壳),而从源自其他行星核心的铁陨石来推测,以及地球的发电机理论推断,也需要一个液态铁外核的存在才能成立。至于内核,因为压力极高,铁的熔点也很高,所以倾向于内核是固态铁。

维持地核高温度主要有两个原因,一个是内部的压力使得原子的运动和碰撞加剧产生能量,一个是地球内部大量的放射性元素衰变释放能量。

现在认为地球在不断降温中,只是目前没有持续监测的手段。不过根据热力学第二定律,整个宇宙都会耗尽所有能量,进入一个熵最大、均匀、黑暗、接近于绝对零度的状态。


2手科學家


这里有两个原因:1,地壳都岩石(热的不良导体),阻碍地球内部的热量,很难散失。2,地球内部仍然有缓慢的聚合反应,补充散失的热能。


有点慢10


据估计,从地球内部传导到地表的热流约47万亿瓦,而炽热的地球核心达到5500摄氏度。

地球內部热量来源估计有两种。

一是地球遗存的原始热。地球己存在45亿年了,地表温度早已下降,但核心区域温度仍高。原始热包括了被多次撞击产生的热量。

二是地球内部放射性元素产生热量。放射性元素包括铀钍。如果没有这种放射性衰变过程,地球上火山地震将会减少。

虽然现在地球一直向外耗散热量,但由于其自身产生热量得以补充,这是地球内部温度仍高的原因。


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在太阳系里,地球遵循了能量守恒的原则,45亿年的地核一直保持高温高压状态。


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地球是很美丽。很久以前,它的潮汐力就很强。由于岩浆喷发,大量容岩浆释放。也就是火山喷发,留下的痕迹。核心还是有温度的。其次气候变化属性,有的地方有温泉。


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