在日常生活中,如果把我們把一壺?zé)裏岬拈_水放一段時(shí)間,水會(huì)慢慢降溫,最終變成常溫的水;還有如果把一塊燒得通紅的鐵放一段時(shí)間,鐵的熱量也會(huì)慢慢散失最終變成一塊沒有熱量的鐵,地球上任何東西,不管是水、還是鐵又或者是其他物質(zhì),只要放在自然環(huán)境中,隨著時(shí)間的推移,它們的身上的熱量都是散失,最終都會(huì)慢慢冷卻變成常溫狀態(tài),這幾乎是自然界亙古不變的規(guī)律,可是卻有一種物質(zhì)違背了這種自然規(guī)律,而違背這種規(guī)律的物體正是地球本身,在我們的印象中地球是一顆很溫和的星球,這是它能夠誕生生命的重要條件之一,可是地球的溫和僅限于它的表面,在它的內(nèi)部其實(shí)是非常熱的。
地球內(nèi)部溫度非常高,比太陽表面溫度還高
根據(jù)地質(zhì)學(xué)家勘測(cè),地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要分為地殼、地幔、外核層和內(nèi)核層,地球的溫度會(huì)隨著深度的下降而升高,位于內(nèi)核層的地心是地球溫度最高的地方,據(jù)推測(cè)地心的溫度高達(dá)6600℃,而太陽的表面溫度僅為6000攝氏度,也就是說地球的地心溫度比太陽表面溫度還要高,我們其實(shí)是生活在一個(gè)巨大的火爐上方,說到這里很多人感到疑惑,地球至今已經(jīng)形成了46億年的時(shí)間,這么長(zhǎng)的時(shí)間,按理說地心溫度也該冷卻了啊,可是非但沒有冷卻,溫度卻比太陽表面溫度還要高很多,這是為什么呢?
地球剛形成樣子想象圖
要想知道,我們首先要知道地球內(nèi)部的熱量來自哪里,地球內(nèi)部的熱量主要來自于兩個(gè)方面,第一個(gè)是來自于地球剛形成時(shí)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化。我們的地球形成于46億年,在地球形成之前,地球周圍是一片宇宙星云塵埃,這些星云塵埃在太陽引力的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn),這些旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能一部分轉(zhuǎn)化為地球自轉(zhuǎn)的能量,一部分則消耗為熱能,所以地球在剛形成的時(shí)候不管是內(nèi)部溫度還是表面溫度都是非常高的,用一個(gè)火球去形容它也不為過,后來隨著時(shí)間的推移,地球表面的溫度冷卻了下來,于是就形成了堅(jiān)硬的表層,也就是地殼。
地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)想象圖
不要以為地殼很薄,地殼的厚度也高達(dá)17公里,比世界最高峰珠穆朗瑪峰的高度(8848米)的兩倍還多,正是這一層厚厚的地殼包裹著地球內(nèi)部的熱量不讓這些熱量散失,地殼雖然無法全部堵住這些熱量的散失,但是有了這層地殼的阻擋,地球內(nèi)部熱量散失的速度極為緩慢,地球內(nèi)部的熱量散失得有多慢呢?根據(jù)科學(xué)家研究,地球內(nèi)部的熱量向地面導(dǎo)熱的效率只有每平方米0.85瓦,而太陽輻射到地球表面的熱量每平方米就有170瓦了,也就是說平時(shí)太陽照射到地球表面的熱量比地球內(nèi)部傳遞給地面的熱量高出200倍,所以地球內(nèi)部的熱量散發(fā)非常非常的慢,以至于過了40億年內(nèi)部的熱量還沒有冷卻,如果地球內(nèi)部熱量過高導(dǎo)致壓力過大,那么內(nèi)部的熱量就通過火山噴發(fā)等方式釋放,這樣也維持了地球內(nèi)部和表面溫度的平衡,有利于生命誕生和繁衍。
厚厚的地球巖層,也就是地殼
地球的熱量還來自于地球內(nèi)部放射性元素的衰變,我們知道地球含有極為豐富的物質(zhì)資源,其中就包括鈾、釷、鐳等這些放射性物質(zhì),這些放射性物質(zhì)含有豐富的鈾、釷、鉀等放射性同位素,這些放射性同位素在衰變過程中會(huì)釋放大量的熱量保持地球內(nèi)部的熱量供應(yīng),而放射性物質(zhì)的衰變的周期極為漫長(zhǎng),有些物質(zhì)的衰變周期長(zhǎng)達(dá)40-50億年,所以這些物質(zhì)能夠給地球內(nèi)部源源不斷地提供熱量,以至于過了幾十億年還非常的熾熱。
地球內(nèi)部的放射性元素衰變釋放大量熱量
總結(jié)一下:地球內(nèi)部之所以還存在那么高的溫度,首先是因?yàn)榈厍蛘Q生過程中產(chǎn)生大量熱量,后來形成的地殼成了地球保溫層,有了這層保溫層地球內(nèi)部的熱量傳遞效率很低,幾十億年散失的熱量微乎其微;其次是地球內(nèi)部的放射性物質(zhì)在自然衰變過程中不斷給地球內(nèi)部補(bǔ)充熱量,這樣過了幾十億年地球內(nèi)部散失的熱量得到及時(shí)補(bǔ)充,所以根本沒有損失多少,這就導(dǎo)致地球內(nèi)部溫度比太陽表面溫度還高。
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