地核的溫度高達(dá)6千多攝氏度(太陽表面的溫度也才5500攝氏度左右),正是因?yàn)檫@顆熾熱的核心,地球才擁有了強(qiáng)大的磁場,生命也才得以在地球上存在。這就讓人產(chǎn)生了一系列的疑問,例如:地核的溫度比太陽表面還要高,它的能量從何而來?已經(jīng)過去45億年了,為何地球的內(nèi)部還在“燃燒”?地核的能量還能用多久?今天我們就來講一下。
(注:本文的“燃燒”并不是真正的燃燒現(xiàn)象,只是一個比喻,因此筆者加上了引號)
太陽系形成于一片巨大的分子云,在太陽形成之后,這片分子云的剩余物質(zhì)便在太陽的周圍形成了一個原始行星盤,在萬有引力的作用下,它們在這里互相碰撞、吸積,漸漸地演化成了太陽系中的各種天體,其中也包括了我們的地球。
在碰撞和吸積的過程中,物質(zhì)攜帶的動能會轉(zhuǎn)化為熱能,隨著原始地球物質(zhì)的不斷增加,這些熱能就一點(diǎn)一點(diǎn)地累積起來,從而使原始地球的溫度持續(xù)升高,而真空是不導(dǎo)熱的,原始地球的熱量只能通過效率低下的輻射向外釋放,由此我們可以看到,在那個時候,由于地球熱量的“收入”遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于“支出”,日積月累之下就導(dǎo)致原始地球變成了一顆溫度極高的熔融星球。
地球內(nèi)部“燃燒”的初始能量就來自于此,當(dāng)一切塵埃落定之后,地球熱量“收支情況”出現(xiàn)了逆轉(zhuǎn),地球開始降溫,越接近地球表面的位置,降溫的幅度就越快,于是地球就慢慢地形成了地殼、地幔以及地核,地球的溫度也就分了層次,具體表現(xiàn)在越靠近地心,溫度就越高。
地殼和地幔都是熱的不良導(dǎo)體,它們就像厚厚的毯子一樣包裹著地核,使地球內(nèi)部的熱量不會輕易溢出,這就是已經(jīng)過去45億年了,地球的內(nèi)部還在“燃燒”的原因之一。第二個原因就是,地球內(nèi)部的放射性物質(zhì)的衰變產(chǎn)生了熱量。
在原始地球處于熔融狀態(tài)的時候,組成地球的各種物質(zhì)會在地球重力的作用下出現(xiàn)“分異”現(xiàn)象,即重的物質(zhì)向下沉,輕的物質(zhì)往上浮,因?yàn)榉派湫晕镔|(zhì)通常都較重,所以在地球冷卻之后,絕大部分放射性物質(zhì)都會集中在地核中。順便講一下,黃金也很重,因此在地球深處的黃金比我們目前在地球表面找到的黃金要多得多,科學(xué)家初步估計,地球深處的黃金儲量至少有60億噸,平均下來,每個地球人都能分到好幾百公斤。
這些放射性物質(zhì)的半衰期通常都是以“億年”來作為單位(比如說鈾-235:7億年、鉀-40:13億年、鈾-238:44億年、釷-232:140億年),在過去的45億年的時間里,這些放射性物質(zhì)一直在慢慢地衰變,由此產(chǎn)生的熱量也保證了地球內(nèi)部的持續(xù)“燃燒”。
然而地幔和地殼并不能完全鎖住地核的熱量,地球內(nèi)部的放射性物質(zhì)也是不可再生的,可以預(yù)見的是,地球的內(nèi)部不可能永遠(yuǎn)“燃燒”,那么地核的能量還能用多久呢?
事實(shí)上,地核的溫度一直在降低,科學(xué)家通過研究發(fā)現(xiàn),目前地核的溫度與45億年前相比,已經(jīng)低了至少200攝氏度,而根據(jù)計算機(jī)模型推測,地球內(nèi)部的放射性物質(zhì)還可以在接下來的23億時間里維持地核的高溫,在此之后,地核的熱量將無法得到有效的補(bǔ)充,從而開始出現(xiàn)比較明顯的降溫趨勢,但由于地幔和地殼的鎖溫作用,地核的溫度下降得不會太快,估計在100億年之后,地核才會完全冷卻。
值得一提的是,太陽一直在慢慢地變亮,從誕生到現(xiàn)在,太陽的亮度已經(jīng)增加30%多,最多在10億以后,不斷變亮的太陽就會把地球變成一顆不適合人類生存的星球,即使未來的人類想辦法減少了太陽的輻射,在50億年以后,太陽也會膨脹成紅巨星,并將地球吞噬掉。因此等不到地核冷卻的那一天,我們?nèi)祟惥捅仨氁x開地球。
好了,今天我們就先講到這里,歡迎大家關(guān)注我們,我們下次再見`