地球已经存在45亿年之久,在漫长的地质气候变迁过程中,逐渐形成了如今温度适宜、有光有水有氧气的环境条件,适宜的环境条件为生命的孕育创造了可能,使得地球上出现了生命的奇迹,但是科学家们却发现,地球内部正在更快冷却。

地球的内部结构

地球的内部结构

在说地球内部冷却之前,我们需要先了解它的结构。地球的结构由内至外可分为地核、地幔和地壳,如果把地球形象地看成一颗鸡蛋,内外地核是蛋黄,地幔是蛋白,占整个鸡蛋体积的大部分,地壳是外面的蛋壳。

地核从古登堡面一直延伸到地球的中心,可分为三层结构,内外地核和中间的过渡层,半径约为3470千米。铁镍合金是组成地核的主要物质,由于内外地核的压强不同,铁镍合金在内外地核的存在状态也不同。

内外地核的分界面大约在5155千米处,外地核中的铁镍合金会缓慢流动,呈现熔融态或近似液体的状态,地球磁场的形成就与外地核有关。内地核中的压强达到了几百万个大气压强的大小,虽然内地核中的温度远远高于铁镍合金的熔点,但铁镍合金被压成了固态。

在古登堡面以上、莫霍面以下是地幔,厚度大约2865千米,在整个地球中的质量和体积占比都是最大的,其中体积占比达到了83%。在莫霍面以上是地壳,平均厚度为16千米,陆地平均厚度约33千米,海洋平均厚度约7千米,其体积仅占地球体积的1%。

地核是一个巨大的核反应堆,它不断发生着核反应,产生的热量可以通过地幔地壳传播到地球表面。然而科学家研究发现,地球内部的冷却速度比预期更快。地球内部如果更快冷却,难道地球将会变成一颗寒冷的星球?

地球内部冷却速度加快

地球内部冷却速度加快

地球内部的热量主要来自三个方面。在太阳诞生之后,太阳周围还有许多剩余的物质,这些物质在引力的作用下剧烈碰撞融合,形成了最初的地球。地球形成之初处于熔融状态,随着热量不断辐射到宇宙中,地表凝固形成岩石层,内部热量的流失减弱了。

地球内部还有许多放射性元素,这些放射性元素发生衰变会产生热量,地核就是一个巨大的核反应堆,不断向外辐射热量。除此之外,月亮等天体会对地球产生潮汐力,潮汐力使得地球内部发生摩擦,这样也会产生少量的热能。

地球的热量并不是取之不尽、用之不竭的,地球诞生之初残余的热能会随时间流逝而减少,内部的放射性元素也有消耗殆尽的时候,而天体潮汐力引起的摩擦热太少,地球的热量总有用尽的一天。

地球的地幔中普遍存在一种布里奇曼岩,可以通过这种岩石导热性的研究来判断地球内部热量的流失情况。最新研究表明,布里奇曼岩的导热率是预计导热率的1.5倍,地球内部的热量正以超出预期的速度流失。

更糟糕的是,如果地幔冷却到一定温度,布里奇曼岩会转变成钙钛矿,钙钛矿是一种导热性能更好的物质,到那时,地球内部热能会以更快的速度发生流失,地球将会以更快的速度变冷。

地球内部冷却的影响

地球内部冷却的影响

地球内部外地核流动翻腾的状态使得地球产生了磁场,而磁场是地球能够存在生命的重要一环。亿万年来,地球都受着来自宇宙的各种威胁,为地球生命带来光和热的太阳也会对地球产生威胁。

太阳会向太空发射高能带电粒子流,也称为太阳风。由于地球磁场的存在,粒子流到达地球会发生偏移,如部分粒子流会到达南北极与大气中的分子原子碰撞产生极光,这样避免了地球生命受到高能带电粒子流的伤害。

此外,如果没有地球磁场,太阳风会带走地球大气,地球受到太阳直射,水分迅速流失,而没有了空气和水源,地球上的生命将不复存在。地球磁场就像一层保护外壳,如果地球内部冷却,外地核凝固,磁场会减弱甚至消失,地球将遭受巨大灾难。

据科学家推测,过去的火星曾与地球环境相似,有厚厚的大气层和丰富的水资源,甚至还可能存在生命,但随着火星内部热量的流失,火星逐渐冷却,伴随着的磁场消失,火星受到太阳风的轰击,变成了如今死寂的星球。

不过地球的冷却只是比预期的速度更快,在未来的十几亿年内并不会明显冷却,我们不用过于担心。而且地球冷却,地表活动会变得没那么活跃,火山、地震等自然灾害减少,这对人类来说也是一件好事。