地球的中心為什么那么熱?

【專(zhuān)家解說(shuō)】：地球的內(nèi)部是一個(gè)高溫高壓的世界，是一個(gè)巨大的“熱庫(kù)”，蘊(yùn)藏著無(wú)比巨大的熱能。地球內(nèi)部蘊(yùn)藏的熱量有多大呢？假定地球的平均溫度為2000℃，地球的質(zhì)量為6x1024kg，地球內(nèi)部的比熱為1.045J／g·℃，那么整個(gè)地球內(nèi)部的熱含量大約為1.25X1031J。即便是在地球表層10km厚這樣薄薄的一層，所貯存的熱量就有1025J。地球通過(guò)火山爆發(fā)、間歇噴泉和溫泉等等途徑，源源不斷地把它內(nèi)部的熱能通過(guò)傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射的方式傳到地面上來(lái)。據(jù)估計(jì)，全世界地?zé)豳Y源的總量大約為14.5X1025J，相當(dāng)于4948 X1012t標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒時(shí)所放出的熱量。如果把地球上貯存的全部煤炭燃燒時(shí)所放出的熱量作為100來(lái)計(jì)算，那么，石油的貯量約為煤炭的8%，目前可利用的核燃料的貯量約為煤炭的15％，而地?zé)崮艿目傎A量則為煤炭的17000萬(wàn)倍?？梢?jiàn)，地球是一個(gè)名副其實(shí)的巨大“熱庫(kù)”，我們居住的地球?qū)嶋H上是一個(gè)龐大的“熱球”。 地球內(nèi)部的溫度這樣高，它的熱量是從哪里來(lái)的呢？多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為，其熱源乃是長(zhǎng)壽命的放射性同位素進(jìn)行的熱核反應(yīng)（另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，地球最初是由一團(tuán)高熱物質(zhì)組成，是從太陽(yáng)派生出來(lái)的一個(gè)行星，經(jīng)過(guò)四五十億年以后，表面逐漸冷卻，而形成地殼。）。地球物質(zhì)中放射性元素衰變產(chǎn)生的熱量是地?zé)岬闹饕獊?lái)源。放射性元素有鈾238 、鈾235 、釷232 和鉀40等。放射性元素的衰變是原子核能的釋放過(guò)程。放射性物質(zhì)的原子核，無(wú)需外力的作用，就能自發(fā)的放出電子和氦核、光子等高速粒子并形成射線。在地球內(nèi)部，這些粒子和射線的動(dòng)能和輻射能，在同地球物質(zhì)的碰撞過(guò)程中便轉(zhuǎn)變成了熱能。地球內(nèi)部的熱不斷向太空釋放。這種地球物理現(xiàn)象就叫大地?zé)崃?。由于地球的表面積很大，單位面積內(nèi)放出的熱量極其微小，所以全球平均大地?zé)崃髁坎⒉淮螅灾氯藗兒茈y直接感覺(jué)出來(lái)。但是，其總量卻非常大，而且不同地區(qū)的大地?zé)崃髁渴遣煌?，熱流高的地區(qū)地?zé)豳Y源較豐富。 目前一般認(rèn)為，地下熱水和地?zé)嵴羝饕怯稍诘叵虏煌钐幈粺釒r體加熱了的大氣降水所形成的。地殼中的地?zé)嶂饕總鲗?dǎo)傳輸，但地殼巖石的平均熱流密度低，一般無(wú)法開(kāi)發(fā)利用，只有通過(guò)某種集熱作用，才能開(kāi)發(fā)利用。例如鹽丘集熱，常比一般沉積巖的導(dǎo)熱率大2～3倍。大盆地中深埋的含水層，也可大量集熱，每當(dāng)鉆探打到這種含水層，就會(huì)出過(guò)大量的高溫?zé)崴?，這是天然集熱的常見(jiàn)形式。巖漿侵入地殼淺處，是地殼內(nèi)最強(qiáng)的熱傳導(dǎo)形式。侵人的巖漿體形成局部高強(qiáng)度熱源，為開(kāi)發(fā)地?zé)崮芴峁┝擞欣麠l件。巖漿侵入后，冷卻的時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)，一般受下列因素影響：