45亿年了,为何地球的内部还在“燃烧”?地核的能量还能用多久

地核的温度高达6千多摄氏度(太阳表面的温度也才5500摄氏度左右),正是因为这颗炽热的核心,地球才拥有了强大的磁场,生命也才得以在地球上存在。这就让人产生了一系列的疑问,例如:地核的温度比太阳表面还要高,它的能量从何而来?已经过去45亿年了,为何地球的内部还在“燃烧”?地核的能量还能用多久?今天我们就来讲一下。

45亿年了,为何地球的内部还在“燃烧”?地核的能量还能用多久?

(注:本文的“燃烧”并不是真正的燃烧现象,只是一个比喻,因此笔者加上了引号)

太阳系形成于一片巨大的分子云,在太阳形成之后,这片分子云的剩余物质便在太阳的周围形成了一个原始行星盘,在万有引力的作用下,它们在这里互相碰撞、吸积,渐渐地演化成了太阳系中的各种天体,其中也包括了我们的地球。

45亿年了,为何地球的内部还在“燃烧”?地核的能量还能用多久?

在碰撞和吸积的过程中,物质携带的动能会转化为热能,随着原始地球物质的不断增加,这些热能就一点一点地累积起来,从而使原始地球的温度持续升高,而真空是不导热的,原始地球的热量只能通过效率低下的辐射向外释放,由此我们可以看到,在那个时候,由于地球热量的“收入”远远大于“支出”,日积月累之下就导致原始地球变成了一颗温度极高的熔融星球。

45亿年了,为何地球的内部还在“燃烧”?地核的能量还能用多久?

地球内部“燃烧”的初始能量就来自于此,当一切尘埃落定之后,地球热量“收支情况”出现了逆转,地球开始降温,越接近地球表面的位置,降温的幅度就越快,于是地球就慢慢地形成了地壳、地幔以及地核,地球的温度也就分了层次,具体表现在越靠近地心,温度就越高。

45亿年了,为何地球的内部还在“燃烧”?地核的能量还能用多久?

地壳和地幔都是热的不良导体,它们就像厚厚的毯子一样包裹着地核,使地球内部的热量不会轻易溢出,这就是已经过去45亿年了,地球的内部还在“燃烧”的原因之一。第二个原因就是,地球内部的放射性物质的衰变产生了热量。

在原始地球处于熔融状态的时候,组成地球的各种物质会在地球重力的作用下出现“分异”现象,即重的物质向下沉,轻的物质往上浮,因为放射性物质通常都较重,所以在地球冷却之后,绝大部分放射性物质都会集中在地核中。顺便讲一下,黄金也很重,因此在地球深处的黄金比我们目前在地球表面找到的黄金要多得多,科学家初步估计,地球深处的黄金储量至少有60亿吨,平均下来,每个地球人都能分到好几百公斤。

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这些放射性物质的半衰期通常都是以“亿年”来作为单位(比如说铀-235:7亿年、钾-40:13亿年、铀-238:44亿年、钍-232:140亿年),在过去的45亿年的时间里,这些放射性物质一直在慢慢地衰变,由此产生的热量也保证了地球内部的持续“燃烧”。

然而地幔和地壳并不能完全锁住地核的热量,地球内部的放射性物质也是不可再生的,可以预见的是,地球的内部不可能永远“燃烧”,那么地核的能量还能用多久呢?

事实上,地核的温度一直在降低,科学家通过研究发现,目前地核的温度与45亿年前相比,已经低了至少200摄氏度,而根据计算机模型推测,地球内部的放射性物质还可以在接下来的23亿时间里维持地核的高温,在此之后,地核的热量将无法得到有效的补充,从而开始出现比较明显的降温趋势,但由于地幔和地壳的锁温作用,地核的温度下降得不会太快,估计在100亿年之后,地核才会完全冷却。

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值得一提的是,太阳一直在慢慢地变亮,从诞生到现在,太阳的亮度已经增加30%多,最多在10亿以后,不断变亮的太阳就会把地球变成一颗不适合人类生存的星球,即使未来的人类想办法减少了太阳的辐射,在50亿年以后,太阳也会膨胀成红巨星,并将地球吞噬掉。因此等不到地核冷却的那一天,我们人类就必须要离开地球。

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