地球地核燃料终将耗尽,但这一过程需要多久?科学家给出有效答案

简介:地核的温度有多高?为什么这么高?高温对地球有什么作用?地核的能量还能持续多久?
地球地核燃料终将耗尽,但这一过程需要多久?科学家给出有效答案
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地壳的温度全年都能保持相对稳定;但是,也就是位于我们的脚下的地壳之下,那里的温度却异常之高!那里就是地球的核心,也就是地核或地核!
从驱动板块运动到保护我们处于安全状态而免受太阳的辐射,地核起着非常重要的作用;然而它对地球上的生命影响则更加重要、可以说是致命的。那么,地核的这种异常高温还能持续多久呢?
专家们相信地核的温度应该比太阳表面的温度高很多,超过18,032华氏度(10,000摄氏度)。
地球地核燃料终将耗尽,但这一过程需要多久?科学家给出有效答案
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图片资源:NASA((美国)国家航空航天局)/JPL((美国)喷气推进实验室)/USGS(美国地质调查局)
地核在形成初期是如何变得如此异常之热?
一种理论认为,大约46亿年前,太阳系由冷灰颗粒构成的云组成,这一云有气体有灰尘,它受到某种影响而被干扰、开始坍缩,随后在万有引力的推动下而聚集一起,形成了一个硕大的涡流盘。
涡流盘带中心的聚和而形成了太阳;而在涡流盘外圈的颗粒则转变为若干大火球,这些火球由气体与高温熔液组成,它们冷却后浓聚为固体形态。
同时,新形成的星球表面持续受到轰击,这些轰击来自大物体对星球的冲撞,轰击造成星球内部产生巨大的热量,轰击融化了周边的宇宙尘埃。
地球形成时,还只是一个均匀的高温岩石球体。地球形成期的放射衰变与所释放的余热造成地球继续升温;经过了五亿年,地球温度升高并达到了铁的熔点,即:约1,538°摄氏(2,800°华氏)。
至此,地球温度的进一步提升造成地球熔融岩石物质的运动加快。于是,浮力相对大的物质,如硅酸盐、甚至空气,就停留在更接近地球外围,形成了早期的地幔与地壳;而铁、镍及其他重金属的微粒就落入地球的中心,形成了早期的地核。这一过程被称作“行星分异”。
与富含矿物质的地壳和地幔所不同的是,地核被认其组成物质几乎全部都是金属,特别是铁与镍。一般认为:地核的内核是个固体球,半径约760英里(1,220公里),其表面温度约为5,700开(5,430°C;9,800°F);而地核的外核是一个液体层,厚约2,400公里(1,500英里),温度介于3,000开(2,730°C, 4,940°C) 与8,000开(7,730°C; 13,940°F)之间。
地核之所以具有如此高温,一般认为是由这三个热源造成的:放射元素的衰变,地球形成期的辐射余热,地核外核在与地核内核边界固化时由液态变成固态时所释放的热量。
所以,地核是相当之热的!那么,地核会永远长期保持这么高的温度吗?这样的高温会持续多久呢?
马里兰大学的科学家声称他们将在四年后回答这个问题!
驱动地球构造板块运动、并为地球提供磁场助力都需要巨大的能量,这一能量来自地球的中心。科学家非常确定地核在变冷,但速度非常非常之缓慢。
什么机制造成地球中心如此之热?
保持地球中心高温有两种“燃料”源:一是地球形成期留下的原生能量,另一是由于天然放射衰变带来的核能量。
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图片资源:Needpix网站
地球是在太阳系充满了足够能量时形成的。在地球的形成初期,陨石不停地撞击这个正在孕育中的星球,并引起了巨大的摩擦力;而次时,地球遍布着火山运动!
地核还能生存多久?
从地球形成的初始阶段到现在,地球的冷却还是非常显著的的(地球已经发生了显著的冷却)。然而,地球形成期时释放的余热量依然存在,尽管这一原生热量已经很大程度上消失,但是它还在以热的其他形式持续加热地球的地幔与地壳。
很自然,地球深处拥有大量的放射性物质,地壳只拥有一部分;放射性物质衰变的自然过程也在释放热量。
即使科学家们已经清楚地球内部向宇宙空间释放热量的释放速度,即:44x10W(TW),但是他们仍然不知晓在释放出的热量中有多少是来自地球形成初期的原生热量。
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图片资源:马里兰大学:多耶昂.金
问题的症结在于如果地球的热量主要来自原生热量、地球将显著地加速冷却。然而,如果地球的热量大部分是由于放射衰变带来的,那么地球的热量或许还可以维持相当长的时间。

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