科學家:地核正在冷卻,速度比預想的要快

地球作為人類在宇宙中的唯一家園,至今已走過近46億年的歲月

科學家:地核正在冷卻,速度比預想的要快

在這期間,地球或受隕石撞擊,或出現超級火山爆發,總之危險的事沒少經歷,但好在目前還能完好無損的養育地球上它的子民。

科學家:地核正在冷卻,速度比預想的要快

雖然我們常說太陽為地球帶來光和熱,但實際上地球內部也在為地表源源不斷地提供光和熱,同時還為地球帶來磁場保護罩,然而最近的發現指出,地球的核心正在逐漸冷卻,並且冷卻的速度遠超科學家們的預期。

科學家:地核正在冷卻,速度比預想的要快

宇宙誕生於138億年前的奇點爆炸,太陽作為第二代恆星,在宇宙誕生後的83億年後出現,雖然太陽幾乎吸收了原始太陽系中的所有物質,但還是有一些零散的塵埃在太陽周圍形成了一些大行星和小天體。

地球則是其中之一,它不斷地和其他天體碰撞,最後有了地球的雛形,原始的地球溫度非常高,表面呈熔岩態,在成千上萬年的冷卻中,它發展出了分層結構。

科學家:地核正在冷卻,速度比預想的要快

地球分為地殼、地幔和地核,地殼是地球的最外層結構,平均厚度只有7公里,如果把比作一個雞蛋,那麼地殼就是雞蛋的蛋殼,由此可以想象出地殼究竟有多薄了,地幔則是雞蛋的蛋白,它的體積是最大的,主要由緻密的造巖物質構成,平均厚度達到了2800公里。

從這再往深處走,就逐漸到達了地球的核心

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雖然整個地核只佔地球體積的6。2%,但其質量卻佔整個地球的31。5%,它就像雞蛋的蛋黃,雖然不是最大的,但卻是最精華的。

從2900公里處到5000公里處為外地核,這裡充滿了液態鐵鎳,除此之外還有一些矽、硫、氫、氧等少量的其他元素,這種液態的鎳鐵合金善於流動,因此可以形變核延展,它們在地核中不斷翻滾,產生的電流維持著地球磁場正常運轉。

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地下5100公里到6371公里處,就到了內地核,這裡有著幾百萬個大氣壓的壓力作用,溫度也高達7200攝氏度,常規下的鐵和鎳熔點在1500攝氏度左右,超過了這個溫度就會變成像外地核一樣的液體,但由於內地核的壓力實在太大了,以至於鐵鎳又變回了固體。

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地核的熱量來源一部分是這些熔融的液態或固態鐵鎳,一部分則和太陽內部的能量的來源類似,本質上都與核反應有關:地核中有著大量的鈾元素,它們會隨著時間逐漸衰變,這個過程中就會釋放熱量,並且由於地核是一個完全封閉的空間,這些熱量就在地核聚集,形成了一個近7000攝氏度的高溫世界。

科學家:地核正在冷卻,速度比預想的要快

地球之所以能在幾十億年的時間裡保持熾熱,一部分是因為它自身能不斷產生熱量,一部分則源於地球的保溫機制,加起來數千公里厚的地殼和地幔把地核牢牢包裹住,並且地幔有粘稠的矽酸鹽岩石,地殼有幾十公里厚的玄武岩和花崗岩,這種封存結構,把地核中的熱量鎖在了地球內部,減緩了熱量流失。

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儘管如此,地核的熱量也不是取之不盡,用之不竭的,並且熱量仍然在流失中,地核的熱量需要透過固體熱傳遞和熱輻射到達地表,所以科學家常透過地幔中的礦物質來判斷地核的熱量流失速率,起初科學家估算,地球完全冷卻的時間至少還要在幾十億年後。

但蘇黎世聯邦理工學院的科學家透過研究發現,真實的情況可能要更糟一點

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在上地幔中,廣泛地分佈著一種布氏巖,科學家把布氏巖放置在金剛石製成的底座上,用鐳射對它進行加熱,測試布氏巖的導熱率,最後發現這種岩石的導熱率比預期高出了1。5倍,這意味著,地核熱量傳遞到地幔的速度要高於先前的假設,地球的冷卻速度比我們預想的要快得多。

科學家:地核正在冷卻,速度比預想的要快

一旦地核冷卻,地球的磁場就會消失,地表就會完全暴露在宇宙高能射線和猛烈的太陽風轟擊中,帶電粒子將會吹散大氣層,液態水以水蒸氣的方式逃逸到太空,最後火星的現狀就是地球的未來,變得蒼涼與死寂,再也不適合任何生物生存。

科學家:地核正在冷卻,速度比預想的要快

不過大家也不必太過驚恐,影響地核熱量的因素是多方面的,不會因為一個細微的因素就產生巨大的變化,地核目前還是趨於穩定的,在未來的十幾億年內,地核能量仍然能維持在一個較高的水平,並且一些地質災害大多源於地球內部能量太高了,假如能略微降一點,對人類的生存反而是有好處的。

科學家:地核正在冷卻,速度比預想的要快

其實無論是太陽加速老化,還是地球冷卻速度變快,它們的變化過程都是非常漫長的,一般以億年起步,而人類至今只有數百萬年的演化史,文明能延續多久還不得而知,所以當下的問題才是我們需要真正關注的,比如環境的破壞和氣候的改變。