地球的内部为什么是热的
想要了解地球内核的发热原理还是得从地球的结构说起。
地球地质结构
如果我们可以像切水果一样把地球一分为二,那么就可以看见地球的内部是分圈层的。其实地壳是地球的最外层,类似水果的外皮。地壳的平均厚度约17千米,庭院里、公园里的地面是地球的最外层,类似水果的外皮。地壳的平均厚度约为17千米,庭院里、公园里的地面是地壳的最外层。如果从地面的土壤开始向下挖,最终会碰到岩石圈。陆地上,地壳的主要成分是花岗岩。而在海洋下面,地壳就薄多了,从海底开始,地壳层向下延伸约4.8千米,主要成分是另一种岩石 - 玄武岩。
在地壳下面是深厚的地幔层,它的厚度为2856千米。目前科学家也并不十分了解藏在地下深处的地幔层,只知道地幔的最外层可能主要是由一种叫作橄榄岩的岩石组成。科学家认为,地幔中至少有一部分是柔软的,因为在靠近地心一侧与地幔层相接的是液体熔岩。
最后,就是地球的中心,就是地核了。从地核最外层到地球最中心大约有3480千米的厚度。看起来,这里由于远离太阳应该会比南、北极地区更为寒冷。可事实上,地心附近温度极高,约为4000摄氏度,如此之高的温度使地核的外层呈液态状,主要是熔融状态的金属。
地核高温原因
地核的密度非常大。因为星球的大部分重量都在地核上,所以这里的物质被紧紧地挤压在一起。科学家们认为,巨大的压力使地球的内核成为了一个固态铁核。即使温度很高,但是巨大的压强使所有的铁分子都紧紧地压在了一起,宏观上维持着固体的状态。地球中央的固态金属球大约是月球体积的四分之三,被包裹在液态金属的海洋中,成为了星球中的星球。
那么地球深处的热量是从哪里来的呢?大部分热量是46亿年前地球形成时产生的 - 体积较小的物体撞在一起形成的地球就会放出热量。但有些地质学家却认为大部分热量来自于地球深处的天然放射能。
地球内部的放射性元素会释放粒子,比如电子,这些粒子与岩石层中的原子相互碰撞,将部分能量传递给岩石中的原子,岩石的温度就开始升高了。地球形成的初期,这些放射性元素使地球内部的岩石变得非常热,而岩石很容易保存热量,所以这些热量就被保留在地球内部了。几百年之后,地球内部的高温已经足以熔化岩石中的金属物质。后来,重金属又从较轻的金属中分离出来,沉入地心,形成了地核。
推荐于2018-02-23 · 知道合伙人教育行家
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以及温泉和火山的存在,我们可以得出这样的结论.地球内部也必定
存在一个足够大的能量源来引发地震.
对地核温度的合理估计为4000~6000℃,但不幸的是目前还没有
一个肯定的结论.
然而我们对地球内部其他一些特征确实有了一定的了解.数年来,
科学家们一直在研究地球内部由地震所引起的并以弯曲路径传播的震
动波.通过研究这些波的路径,我们可以确定在不同深度地球密度的
增加情况.
在我们所能往下钻探的范围内,地球皆由岩石组成,其密度并未
随深度出现明显的增加.明显大于岩石密度的物质是金属,而最常见
的金属是铁.因此,地质学家们确信,地球有一个被岩石“幔”所围
的铁“核”.
我们知道,某些地震波能够穿过固体物质,但不能通过液体.由
于这些波能够穿过地幔而不能穿过地核,所以地质学家们由此认为,
地温随深度增加不断升高,地幔虽然可能稍微变软了一些,但仍为固
态.铁核则为液态.
这并不令人惊讶.在通常条件下,岩石在2000℃左右熔化,而铁
则在1500℃就开始熔化.显然,一个不能使岩石熔化的温度却足以使
铁核熔化.
然而,仅仅这些还不能告诉我们在核-幔边界处温度有多高.岩石
和铁的熔点随压力而增高,而压力随深度也逐渐升高(当深层岩石随
火山喷发被抬升时,由于压力降底,其熔点也变低.火山喷出的流体
状岩石称为“熔岩”).
越向地核深入,压力会不断增加,铁的熔点也会不断增高.事实
上,铁的熔点似乎比温度上升得要快.这样,在地球最中心的75英里
范围内,铁核变为固态的“内核”.压力已使铁的熔点变得非常高,
以至于不断升高的温度也不能熔化内核.
如果我们知道岩石和铁的熔点是如何随压力而升高的,我们就会
知道在地幔与地核的边界处能熔化铁而不能熔化岩石的确切温度.我
们也会知道外核与内核边界处的温度,因为它就是这个压力条件下铁
的熔点.岩石和铁的熔点以前仅能在远小于地球深处压力的条件下测
定,所以很难估计深处温度.
1987年初,科学家发明了一种新技术,用它可在短时间内形成非
常高的温度和压力,并可进行测量.用它可测量出比以前能测量出的
压力高10~12倍条件下的熔点.用此技术进行测定的结果表明,在地
幔和外核之间的压力条件下,铁的熔点为4500℃;而在外核与内核之
间,铁在7300℃时才开始熔化.
当然,科学家们并不认为地核完全由铁组成,应该还有其他元素,
特别是硫.它们可使地核的熔点降低1000℃.因此,科学家们估计地
核外部边界的温度为3500℃,内核外部边界的温度为6300℃,而地球
正中心的温度高达6600℃.
这比我们曾经想象的温度要高.现已证明,地球中心要比太阳表
面温度高1000℃.
地球的内部是什么,里面的温度有多高?
我发现地震都发生在山脉向平原或盆地的陡降地区。
1966年3月8日5时29分的刑台地震发生在太行山向华北平原的陡降地区;
1975年2月4日19时36分的海城地震发生在长白山向辽河平原的陡降地区;
1976年7月28日3时42分的唐山地震发生在燕山向华北平原的陡降地区;
2008年5月12日14时28分的汶川地震发生在龙门山向四川平原的陡降地区;
2010年4月14日7时49分的玉树地震发生在巴颜喀拉山向青藏高原陡降地区。
只要仔细研究大地震地区的地势,我们就可以发现所有的大地震都发生在山脉的陡降地区,这是为什么呢?
地球膨裂说认为,要想搞清这一问题必须首先搞清地球的起源。地球膨裂说认为,太阳系是原始太阳爆炸形成的。46亿年前,太阳因内部的核聚变而发生爆炸,飞出许多熔融的火球,这些熔融的火球冷却后形成了行星、小行星、卫星、月亮和慧星,地球就是其中之一。一些大的火球在冷却的过程中,由于受到表面张力的作用,形成了球形。一些小的火球来不及收缩成球形,而冷却成了不规则的形状,形成了火星和木星间的小行星带、小行星。一些小一点的火球在飞离太阳时由于离大火球较近而被“俘获”,形成了大火球的卫星。
46亿年前地球形成之后地球温度5800摄氏度,地球温度逐渐下降,地球逐渐收缩,体积变小,自转速度越来越大。
46亿年前地球形成之后熔融的地球在万有引力的作用下,铁、镍等重的物质下沉向地心集中形成地核,镁、铝、上浮。40亿年前,因为地球温度逐渐降至400-700摄氏度形成了封闭的岩石圈,因为花岗岩岩浆的密度最小,玄武岩岩浆的密度次之,因此,封闭的岩石圈是由上层的花岗岩和下层的玄武岩构成的,氮、氢、氧轻物质等形成了大气圈。这时的地球体积最小,自转速度最大,1天6小时,1年1460天,地球的半经是现地球的1/2。因为岩石圈封闭了地球,地球内部放射性物质衰变释放出的热量散发不出来,造成岩石圈内部的温度增高,压力逐渐增大,地球开始膨裂,地球体积变大。
为什么大地震都发生在山脉的陡降地区呢?由于地球内部的放射性物质不断衰,释放热量,地球内部的压力不断增加,地球岩石圈发生膨裂,膨裂的板块(包括亚板块)边缘(山脉的陡降地区)受地壳表面张力的作用,必然向上弯曲翘起形成褶皱山脉,板块边缘下面的凸面必然形成很多裂缝。当岩浆从板块边缘下凸面的裂缝上涌时,由于地壳的上部没有裂缝,岩浆在地壳中汇集起来形成岩浆房,把地壳上部向上拱起形成穹窿。当地壳上部承受不住岩浆的压力时,地壳上部便发生断裂,形成地震。因为下凸面的裂缝都在板块边缘(山脉的陡降地区),所以大地震都发生在山脉的陡降地区。
板块的边缘比较薄(0-70千米),所以板块边缘下凸面的裂缝距地面较浅,也就是岩浆房距地面较浅,因此,形成的地震都是浅源(0-70千米)地震。板块内部的厚度较大(70-300千米),所以板块内部下凸面裂缝距地面较深,也就是岩浆房距地面较深,因此,形成的地震都是中源(70-300千米)地震。深源地震是如何发生的呢?地球膨裂说认为,地球膨裂的热源主要来自地核,所以地核体积会不断增大造成十分坚硬的下地幔发生破裂。下地幔发生破裂造成上地幔上涌,而引发岩石圈破裂形成地震,所以这种地震都是深源(300—700千米)地震。
参考文献:地球热量有一半来自衰变 另一半来自原始热量
中新网2015-03-31:16:23:25
地球在诞生几十亿年之后,仍然是一颗内心炽热、表面温暖的星球。一个国际研究小组最近报告说,他们通过对中微子的观测发现,地球自身热量大约有一半来自放射性物质衰变,另一半则是从地球刚形成时保存至今的原始热量。
作者:赖柏林