地球已经形成了45亿年,但为什么核温度仍然很高?
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。外核是熔融的,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。
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)。
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。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。
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。