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地核高达6800℃,但它正在加速变“凉”……热量会流失完吗?

科学信仰
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上天容易,入地难,现在的人类虽然能够离开地球踏入太空,并且能够将无人探测器派往遥远的宇宙空间,但对于地球内部的钻探却似乎没有办法。

苏联曾经进行了人类历史上最深的一次钻探,达到了12262米,但地球地壳的平均深度就有17千米,最深处更是达到了70千米,也就是说人类连地壳都没有办法突破,而地壳只是地球结构中最薄的部分,只占地球半径的0.26%。不过人类虽然没有办法直接看到地球的内部结构,却可以通过间接的方法去了解,那就是利用地震波。

地震波可以传播到很远的距离,而且其在不同的物质密度中,传播速度会出现明显的变化,利用这一特征,我们就可以推测出地球内部不同部分的结构特点。

依据这些特点,我们将地球的结构由外而内分为地壳、地幔和地核,而地核又可以分为外核与内核。地壳是由固体岩石组成的,地幔则是熔融状态,位于最中心的地核是由铁和镍组成的,做出这样的判断是因为地震波在地核中的传播速度与在铁介质中的传播速度最为接近。

地核的温度很高,外核可达4500℃至6000℃左右,而内核则可以达到6100℃至6800℃。

内核的温度虽然比外核高,但外核是缓慢流动的液态物质,而内核则是固态的。这是因为物质的熔点会受到压强的影响,压强越大,熔点越高,由于内核处于一种极端的压力作用之下,所以熔点大幅提升,就形成了固态的金属物质。地球内部为什么这么热?一方面是由于地球形成早期的陨石撞击所致,另一方面则是源于地球内部的放射性物质衰变。不过放射性物质衰变会逐渐减少,地球内部的热量也会逐渐丧失,所以地球会缓慢变冷。

地球内部降温主要通过两种方式,一种是热传导,地核的热量会经由地幔传递给地壳,进而传导到地表,但这种方式释放的热量是非常有限的,地球散热主要依靠的还是热对流。

地幔对流一年可达10厘米,而液态外核则能以每年10千米左右的速度对流,不过液态外核与地幔并没有混合对流的现象存在。地幔在向低温地表进行对流的过程中会形成岩石板块,在遭遇地壳薄弱部分时还会以火山喷发的形式进行释放。

近来瑞士科学家发现,在地核与地幔交接的部分存在着一种被称为“布氏岩”的矿物。

这种矿物的热导系数很高,它很可能作为一种中介物质,正在加速地核到地幔的热量传递。而且布氏岩冷却之后还会变成一种由钙和钛组成的矿物质,这种矿物的导热效率比布氏岩更高,一旦这种矿物持续增多,取代布氏岩而成为热量传导的中介物质,则会进一步加速地球内部的热量传导,也就是说地球冷却的速度可能会比此前预测的更快。

地球内部如果变凉了会怎样?

地球内部一旦冷却,对流就会消失。没有了铁镍物质的对流,就不会产生电流,不产生电流就没有磁场,失去磁场的保护之后,太阳风很快便会将地球大气吹散,失去了大气的保护,地球生命将会直接暴露在紫外线和各种宇宙辐射之下。不过我们并没有必要杞人忧天,即使地球内部冷却的速度一直加快,那也是几十亿年以后的事情了……

评论
科普中国●yling
进士级
上天容易入地难,虽然人类可以发射探测器到遥远的外太阳系,却很难对地球内部物质组成和结构有直观的认识。布氏岩的发现让我们对地球内部的认知有了更深刻的了解,这又是一次良好的探索,相信在不久的未来,人类将揭开地核的面纱,真正的了解到我们脚下的这片土地。
2024-10-01
求识
进士级
科普几下。
2024-09-30
科普中国●yling
进士级
地核一旦完全冷却,地球也就到达了终点,但是目前人类也不用过于担心,因为就算地核冷却速度比预计中的快,那距离地核完全冷却也还有很长的时间,或许到那个时候人类已经有了应对办法了。
2024-10-01