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為什么地核會這么熱?
查字典地理網(wǎng) 來源|2020-09-16 發(fā)表|教學分類:地理科普

地理學習

學習資料

北京時間9月3日消息,地核位于地球的最內(nèi)部,具有極高的溫度,并且是自從地球誕生以來就一直如此。而且,這一熾熱的內(nèi)核正是我們能夠在這個星球上生存的原因!聽起來似乎有些奇怪,但的確如此——地核對于我們的生存至關重要。

在深入到地球的最深處之前,讓我們試著多了解一點地球各個層次的結構。

分層的地球

盡管人類的科技發(fā)展已經(jīng)可以拍下黑洞的圖像,但要揭開我們自己星球的神秘面紗卻并非易事。不過,通過對火山爆發(fā)帶來的巖石進行分析,以及對地震波(地震、火山爆發(fā)或其他擾動在地球內(nèi)部產(chǎn)生的波)的研究,科學家對地球的內(nèi)部結構已經(jīng)有了相當程度的了解。

地球并不是一個均勻的固體,而是分成了許多層。地球是在大約46億年前太陽系誕生時形成的。最初,它只是一個氣體星球,但隨著氣體相互作用,不同密度的物質(zhì)開始分離,地球逐漸變成了今天的樣子——一顆內(nèi)部類似洋蔥的巨大巖石行星。

地球的分層結構。簡而言之,地核的高溫是由于儲存的原始熱量以及放射性衰變造成的

地球的最外層是地殼。這是我們生活的地方,我們在此建造房屋、種植樹木,進行各種各樣的生產(chǎn)活動。與其他層相比,地殼非常薄。海洋地殼的平均厚度約8千米,主要由玄武巖和陸殼組成;大陸地殼的平均厚度約32千米,主要由花崗巖組成。

地殼的下一層叫做地幔。這一層的厚度約為2900千米。上地幔堅硬而易碎,下地幔則像半熔融的巖石一樣流動。地幔的上層與地殼結合在一起,稱為巖石圈,而半熔融層則稱為軟流圈,巖石圈就在軟流圈上方滑動。

地幔再往下就是地核,地核分為兩個部分——外核和內(nèi)核。外核主要由鐵和鎳組成,完全呈液態(tài)。它的溫度非常高,外側約4400攝氏度,向內(nèi)不斷增加,在接近內(nèi)核處達到約6100攝氏度。外核大約有2300千米厚。

穿過外核,我們就到達了地球最熱的部分——內(nèi)核。內(nèi)核的溫度高得難以想象,從5000到7200攝氏度不等。最令人驚訝的是,即使在如此高的溫度下,內(nèi)核仍然完全是固體的,厚度大約有1200千米。

地球各個構造層的剖面圖

為什么地核會這么熱?

對于生活在地殼上的人類來說,很難想象地核的溫度會比太陽表面的溫度還要高。真正的問題也隨之而來,46億年前的地球是如何產(chǎn)生如此多熱量的?據(jù)研究,造成地核如此灼熱的原因主要有兩個。

首先,這源于地球形成時的吸積過程。當太陽系形成時,地球也開始繞著太陽運行。在強大的引力作用下,一些隕石和其他物體聚集在一起,形成了巨大的行星。每當這種吸積過程發(fā)生時,就會產(chǎn)生巨大的熱量。

地球是通過吸積過程形成的

行星形成過程結束后,物質(zhì)開始根據(jù)密度分成不同的層。密度最大的物質(zhì)沉淀在地核中,這一沉淀過程也會產(chǎn)生大量熱量。時至今日,地球的這些原始熱量仍然存在于地核中,因為地球在形成的時候無法將其迅速驅散,而現(xiàn)在這些熱量已經(jīng)穩(wěn)定下來。熱量只能通過地殼消散,但由于板塊構造如同毯子一樣,而地幔又不是一個特別好的熱輸送器,因此這些熱量就會在地核停留很長一段時間。

地核高溫的第二個主要原因是放射性元素(比如鈾)的衰變。放射性衰變導致了子同位素的形成,而這是一個放熱過程。從放射性衰變得到的熱量與原始熱量之間存在微小的區(qū)別。有研究認為,原始熱量主要集中在地核,而放射性衰變釋放的熱量在地球的其他層都有分布。

地核的溫度甚至比太陽的表面溫度還高

那么,地核真的對我們有如此重要嗎?

地核的重要性

我們還無法直接觀測地核,但通過分析來自其他行星核心的鐵隕石,以及對地球物理化學性質(zhì)的研究,可以推測地核也是由鐵和鎳組成。雖然地核的溫度堪比太陽,但對于維持地球上的生命至關重要。外核是液態(tài)的,因此一直在流動。這種運動所產(chǎn)生的對流便是地球磁場形成的原因。這個磁場反過來又保護了地球生命免受太陽耀斑的影響,維持了適宜居住的大氣層。另一方面,內(nèi)核有助于磁場的穩(wěn)定。

外核的對流,以及外核產(chǎn)生的熱量會使其上方的構造發(fā)生運動,特別是地幔。這種運動有助于板塊移動,從而導致大陸移動和新的陸地地塊產(chǎn)生。

結論

地核不僅對人類,而且對包括動植物在內(nèi)的所有生物的生存都至關重要。如果地核溫度降低,影響其固體或液體的狀態(tài),那么生命可能就將無法生存或茁壯成長。這就是地核所起到的重要的平衡作用。(任天)

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