地球内部的热量是怎么来的?
地球的热量来源有两种,一种是地球形成时的原始热量,一种是放射性热量。
初级加热
45亿年前,就在太阳从原始星云形成后,强烈的太阳风吹走了太阳周围的星云,阻止它们进一步下落。剩下的星云围绕太阳旋转,它们会相互碰撞,结合形成小行星。微型行星会相互碰撞,组合成更大的原行星。在碰撞过程中,动能转化为热能,所以原行星会越来越热。
在地球形成过程中,地球遭受了大量的碰撞,所以原始地球非常热。原始地球的表面处于熔融状态,没有像现在这样坚固的岩石表面和液态水。
在重力的作用下,含量较高的重元素铁和镍沉入地心,它们形成一个密度非常高的地核,会导致热量迅速散失。但随着温度的降低,熔融地幔逐渐凝固,地心热损失率逐渐降低。据估计,目前地心的热流约为10万亿瓦。
放射性脱变热
另一方面,地幔和地壳还含有许多放射性元素,如铀-238、铀-235、钍-232和钾-40,它们在核衰变后会释放热量和中微子。据估计,放射性热可能占地球热源的一半。
一般来说,从地球内部辐射到地球表面的热通量约为45万亿瓦。维持地球内部的热量对地球上的生命非常重要,因为只有地球内部有足够的热量,外核才能保持液态,内核才能保持固态,这样才能通过发电机原理产生地球磁场。有了地球磁场的保护,大气不会被太阳风剥离,生命也不会受到宇宙射线的侵害。
与地球相比,火星的磁场几乎在仅仅几亿年后就因为内部快速冷却而消失,使得原本宜居的火星变得荒凉。如果你想在未来将火星改造成宜居星球,你需要想办法给火星增加一个磁场来抵御太阳风的入侵。