爱读书 探索 地球内部和太阳一样热,能量来自哪里?会有完全冷却的一天吗?

地球内部和太阳一样热,能量来自哪里?会有完全冷却的一天吗?

我们都知道,地球是一颗岩质行星,人类生存的地方只是地球的表面。那么地球这颗岩质行星是一个完全由固态组成的吗?可能在古人看来,地球除了坚硬的地表就是海洋,是一个固态的世界。

可是当人类走进科技时代,随着对地球了解的不断深入,科学家发现,虽然地球被称之为岩质行星,其中并不是一个固态星球,而是由液态和固态组成的行星,其中液态物质还占到了大多数。

现在我们都知道,地球有三个结构组成,分别是地壳,地幔和地核,其中地壳是最外层的结构,平均厚度约17千米,也是三个结构中最薄的一层。

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地壳下面的地幔是一个由岩浆组成的世界,流动的岩浆支撑着地表,火山喷发出来的岩浆就是来自于地幔层,它的平均厚度达到了2865千米。

地球的中心位置则是地核,也是地球内部最神秘的区域,半径达到了3470千米。根据目前的研究认为,地核也分为内外两层,外层是由液态物质组成的高温高压区域,而内核则是一个由铁镍组成的固态高密度球体。

地球内部的温度随着深度的不断增加也在不断提升,到了地核处温度大约达到了6000多摄氏度,这个温度已经跟太阳表面的温度差不多。于是有人产生了这样一个疑惑:为什么地球内部和太阳一样热?它的能量来自于哪里?有一天可以完全冷却吗?

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其实地球的内核温度自45亿年前诞生的时候已经存在了,我们地球表面的板块移动 ,地震,火山活动,地磁变化等都跟地核的运动有关。正是由于地球内部是一个液态的世界,所以才会有了地表的各种生态变化,才有了现在的生态环境。

如果地核完全冷却了,那么地球将变成一个死亡星球,不会有生命的存在,就像现在的月球,水星和火星一样。那么地球的原始能量又是如何来的?地核要保持运动自然需要强大的能量供应,这个能量的来历是怎么样的?

对于地核原始的能量来源其实并不复杂,都跟45亿年的早期太阳系有关。根据现代科学的研究,太阳系诞生于一个太阳星云,而这个太阳星云可不是一个普通的太阳星云。

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我们都知道,宇宙自诞生以来只出现了氢,氦以及少量的锂元素,其他的各种元素是没有出现的。直到后来恒星的诞生才具备了将氢元素转化为其他元素的机会,可是恒星转化氢元素的能力也是有限的,最多只能转化到26号元素铁这个层次。

26号以后的元素想要制造出来,那么就需要更强的能量爆发,它们同样跟恒星有关系。当大质量的恒星走到尽头之后,就会发生超新星爆发,制造出一定量的各种重元素,另外中子星的碰撞融合也会制造出一些重元素。

由此可见,各种重金属元素的来历并没有那么容易,它们在宇宙中是属于稀有元素。可是我们也看到了,不管是地球还是在太阳系其他的星球上,都有丰富的金属元素储量,这说明早期太阳系包含丰丰富的各种元素,基本涵盖了整个元素周期表。

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那么这些元素是如何来的?其实跟太阳系的前身有关,在太阳系之前,太阳星云的位置曾经有过两代大质量恒星,它们走到尽头发生超新星爆发制造出了大量的金属元素,后来两个中子星又发生了碰撞融合,又制造出大量的重金属元素。

就这样,这些元素在气体云中形成了各种化学分子,在引力的作用下不断聚集形成了太阳,八大行星以及大量的其他小天体。物质元素的聚集形成了原始的天体胚胎,而在行星形成的时候,大量的物体团块会以非常高的速度碰撞聚集,这个过程会释放出大量的引力势能,并转化为热量。

所以,在地球刚形成的时候,完全是一个熔岩的世界,不仅地核是处于熔融状态,地表也是布满高温岩浆。这就是地核最初的热量来源,它们都是引力势能的释放,直到太阳系稳定下来之后,八大行星也有了自己的稳定轨道。

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这个时候,地球也逐渐开始冷却,地表不断凝固形成了地壳,而封存在地表之下的地幔和地核则继续保持着液态物质的状态,由于液态物质能够流动,在流动的过程中会影响地表的生态气候,于是才一部部让地球有了一个不错的生态环境,为生命的诞生提供了条件。

那么地核会继续冷却吗?答案自然是肯定的,从地球稳定下来的那一天,它的热量就在不断释放,地球从外到内就开始不断冷却,直到地核完全变成一个固态,成为一个死亡星球。

当然这个冷却所花费的时间是无比漫长的,要知道地核并不是完全在释放热量,它的内部还会自发地生产一部分能量,主要来源是核心深入的重元素素衰变产生的热量。

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我们知道在引力的作用下,重元素会沉降氢元素会上升,所以在地球的内部蕴含着大量的重元素,理论上只要比铅重的元素都会在有限的时间内发生衰变,直到变成铅。在45亿年间,地核一直经历着元素的衰变,这种缓慢的核反应一直给地球核心提供着能量。

当然,依靠重元素衰变产生的能量是远远小于它每年释放出的能量,所以从总的趋势上来看,地球内部一直在净流出热量,一直在冷却。当然,地球正常情况下要完全冷却成为死亡星球,至少需要上百亿年的时间。

那么地球能够等到那个时候吗?其实非常困难,因为太阳不会给我们那么长的时间,根据目前的研究,太阳的寿命只剩下50亿年,当太阳生命走到尽头,它就会快速膨胀成为红巨星,那个时候地球将会被吞噬彻底消失,若是结果好的放在,或许还会留下一个铁镍的核心。

地球内部和太阳一样热,能量来自哪里?会有完全冷却的一天吗?

所以,我们完全不用担心地球冷却让我们失去家园,或许在数十亿年后,人类早已成为星际文明,那个时候整个太阳系都是人类的家园,地球或者太阳系无法生存了,我们可以去其他的年轻星系生存,继续维持人类文明的繁荣。

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