地核正在冷却吗?

2011年5月8日

问题

我有一个问题…

地核是如何在几十亿年的时间里保持这么热的?降温了吗?

有人说它和太阳表面一样热,如果是这样的话,为什么我们没有感到疲惫,因为地核离我们只有几千英里,而太阳离我们有9300万英里远??

谢谢

史蒂夫松弛

回答

克里斯:嗯,这是一个非常好的问题。这个问题有很多答案。其中之一是地球是一个相当大的行星,就行星而言,它一开始就有一些热量。这些粒子聚集在一起形成了早期的地球,当它们聚集在一起时,它们实际上是有能量的所以当它们聚集在一起时,能量被传递到地球上所以它一开始就有一些具体化的能量。

还有另一种与重力有关的效应。由于重力作用于物体的质心,重的物体被拉向中间,轻的物体因此被移到它们上面。地球刚形成的时候是大物质和小物质混合在一起的混合物。随着时间的推移,在重力的作用下,较重的物体向中心沉降,较轻的物体向表面沉降,这就会产生一些摩擦效应因此就把一些重力势能转化为热量。

这两种机制对地球热量来源的贡献很小,尽管它们并非微不足道。到目前为止,最大的影响因素是我们所说的放射性加热。地球实际上是一个巨大的核反应堆。地核和整个地幔中都有放射性粒子。

当物质发生放射性衰变时,它们会产生热量。地球上绝大多数的能量来自这些元素的放射性衰变,其中包括钍和钾。

有趣的是,一直存在一个大难题:如果钾是所有这些热量的来源,为什么地幔和地球外表面的钾含量如此之少?它是一种轻元素,所以我们应该能在地表找到大量的元素。事实证明,在非常高的压力下,钾可以与铁(一种更重的元素)形成一种有趣的合金。当然,铁元素都在地核里,所以科学家们认为钾元素和铁元素一起沉入地核,在地核的中间,不断衰变,产生大量的热量,使地球变暖。

这些热量都到哪里去了,地球是不是在降温?不太好,温度保持不变。据地质学家估计,地球以大约50太瓦的速度散失热量。的价值大约50000瓦发电厂的热损失,即如果电站泵功率1瓦特的速度,那么你需要约50000人——这是速度地球的热量传输到海洋、大陆表面,火山等等,这意味着这些流程我必须提到地球内部产生热能以相似的速度来平衡一下因为地球不是降温。

评论

如果地心引力是导致地核温度升高的部分原因,是因为重元素和轻元素(向地核方向更重)分离的摩擦过程,那么钾这个轻得多的元素,理论上可能会随着铁向地核方向下沉,并在与较重的铁结合时产生大部分热量,我们如何调和这一点

添加注释