地球内部的主要热源——放射性热源 地球的中心为什么会那会热

作者&投稿:墨周 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

在地球内部有向外部传递热量的同时,也有使地球内部加热的重要因素,如由放射性元素衰变时所产生的热量。

在构成地球的岩石、矿物中存在着很多放射性元素,但它们不能都成为地球内部的热源,只有U,Th和K40三种放射性元素的丰度、生热率和半衰期具备构成地球内部热源的条件,即它们具有足够大的丰度和生热率,并且其半衰期与地球的年龄相当。丰度和生热率的条件是必不可少的,如果某种放射性元素不具备足够大的丰度和生热率的条件,那么,它所释放出来的衰变热能,不足以影响庞大地球的热状态,因此,也就不能成为地球的热源。“放射性元素的半衰期与地球的年龄相当” 的条件也是很重要的。如果某种放射性元素虽然其丰度和生热率的条件满足,但其半衰期与地球的年龄相比过短或过长都是不行的:半衰期过短,其影响只是在地球演化的初期阶段起作用;过长,则它的影响现在还未充分发挥出来。主要放射性元素半衰期、生热率等特性见表11-1。

表11-1 地球内部主要放射性元素

根据地球化学研究表明,放射性元素U,Th,K40在地球分异演化过程中,集中于地壳及上地幔顶部。以大陆地壳上部的酸性岩浆岩,如花岗岩中最为富集,而基性、超基性岩,如玄武岩、橄榄岩中含量最低。根据粗略的统计,酸性岩浆岩的生热量约占生热总量的70%,基性岩约占20%,超基性岩约占10%(表11-2)。

表11-2 岩石放射性元素含量

地球内部不同深度上的热源估量如下:0~100km占50%,100~200km占25%,200~300km占15%,300~400km占8%,400km以下仅占2%。



放射性热源~

在地球内部向外部传递热量的同时,也有使地球内部被加热的重要因素,如放射性元 素衰变时所产生的热量。
地球热场的分布及随时空的变化,受控于地球内部热源。在地球内部,不是所有岩、 矿中存在的放射性元素都成为地球的热源,只有那些具有足够丰度的、生热率较高,且半 衰期与地球年龄相当的放射性元素(如238U,235U,232Th和40K等)衰变时所释放的巨大 热量,才构成了地球内部的主要热源。
地球化学研究表明,放射性元素铀、钍、钾在地球分异演化过程中,集中于地壳及上 地幔顶部,以大陆地壳上部的酸性岩浆岩(如花岗岩)中最为丰富,而基性、超基性(如 玄武岩、橄榄岩)中含量甚低,两者的生热率可相差数百倍。有人粗略统计过,酸性岩浆 岩生热量约占生热总量的70%,基性岩约占20%,超基性岩约占10%。
对地球内部不同深度上的放射性元素热源分布的估计量见表6-2。
表6-2 不同深度上的放射性元素热源分布


地球内部温度有多高呢?尽管我们无法深入地球内部直接测量,但通过热量的传导和对流原则等一些间接方法可推算出地球内部的温度情况。地球外层的岩石圈主要是固态岩石,其热量以传导为主;而岩石圈以下的地幔等是一种可流动的状态,热量传递以对流为主。地球科学家由此计算出从地球表面到地心,温度从10℃左右一直上升到4500℃。具体来说,在地表附近,由于太阳辐射热量的影响,温度会有昼夜变化、季节变化和多年周期的变化,这一表层称为变温层。在其下界面附近,大约是地表往下20~30米的深度带,温度常年保持不变,等于或略高于当地年平均气温,称为常温层。从常温带往下至岩石圈的下界,基本是深度每增加30米,温度升高1℃,到岩石圈的下界也就是近200千米深处时,温度能上升到1000℃以上,接近岩石的熔点。在地核与地幔边界,温度约为3700℃。在地核的内外核界面上,温度约为4300℃。
  冬天我们在室外晒太阳,觉得浑身暖洋洋的,这热量就来源于太阳的辐射。对地球而言,太阳的辐射也只能造成地球表面“暖洋洋”,无法影响到地球内部。探求地球内部高温的热量来源,需要从地球形成至今的历史长河中来找寻原因。地球科学家发现,地球形成早期,各类小天体相互撞击拼合形成原始地球过程会产生大量的热量,因此早期地球从表面到内部的温度都非常高,整个地球呈现一种熔融的状态。之后地球逐渐冷却,形成了地壳、地幔、地核的分层结构,尽管至今已经冷却了46亿年,但还是有许多的热量储存在地球的内部。除了早期地球热源存留,在地球内部存在着大量的放射性同位素,这些放射性同位素持续衰变,也会不断释放热量。在第二次世界大战中,美国仅用两颗原子弹就摧毁了日本的两座城市,而原子弹的核心物质就是放射性同位素。在地球形成至今的整个历史中,地球内部放射性同位素也释放出了非常巨大的热量。另外,地球内部物质的运动和物相转变等也是热量来源之一。

历经46亿年,地球核心温度仍与太阳表面温度相当,这是为什么?
答:2,地球内部放射性元素衰变后产生的热量。 地球诞生之初,大量放射性元素沉积到地球内部,现在主要是铀-238、铀-235、钍-232和钾-40等放射性元素。这些放射性元素衰变后会释放热量,然后聚集在地球内部。旅行者号探测器就是利用放射性元素衰变产生的能量供电,一块电池就可以使用好几十年。铀238的半衰期为44.7亿年,钍...

地球的能量
答:地内热场的其它分量,受到地球内部或深部的多种作用所控制。不同区域的能量变化相差很大。但这种热源一般是相当稳定的,并且维持从深部到地表的热流约为6.3×10-6J/cm·s。这也即意味着在一年内每平方厘米约为1989焦耳。铀、钍和钾的放射性同位素是衰变热源的主要供给者。构成地壳上部的花岗岩和沉积...

地球内部温度为什么那么高 ?
答:因此早期地球从表面到内部的温度都非常高,整个地球呈现一种熔融的状态。之后地球逐渐冷却,形成了地壳、地幔、地核的分层结构,尽管至今已经冷却了46亿年,但还是有许多的热量储存在地球的内部。除了早期地球热源存留,在地球内部存在着大量的放射性同位素,这些放射性同位素持续衰变,也会不断释放热量。

影响热源的主要因素有哪些
答:影响热源的主要因素有:1、太阳辐射能:它是地球表面和大气圈内的热源,能维持地球的温度和气候。2、地球内部能量:地球内部的放射性元素衰变和化学反应会释放出大量的热能,成为地球内部的热源。3、其他天体的辐射和反射:宇宙中的背景辐射能为地球提供微小的热能。4、地热因素:如火山爆发和地热泉眼的...

地热场与地热异常
答:地热场的分布及其时空变化是受地球内部热源控制的。地球内部的热源主要来自地球内部,具有足够丰度、生热量大,且半衰期与地球年龄相当的放射性核素(如 、 Th和 等)衰变时所释放的巨大热量。此外,太阳辐射、潮汐摩擦、物质重力分异以及地球转动引起的电磁自激等释放的热量,也对地热场产生影响。2....

30亿吨5000平方公里:南极冰下放射性熔炉,正快速融化冰盖
答:毕竟在7亿千米外的木星卫星系中也存在一个有着巨大冰水体,而且有热源以及放射性热量提供能量的冰下海洋!如果在这个热点湖中发现独立演化的生命,那么可以预见的是,木卫二也可能存在类似的生态方式,因此接下来科学家就是想办法钻入其内部,取样看看,是不是发展出了一个和外界完全不一样的生态系统。

地热学的造句地热学的造句是什么
答:地热学和陨石学的研究都指出,地球上放射性热源浓度随深度指数衰减。结构是:地(左右结构)热(上下结构)学(上下结构)。拼音是:dìrèxué。注音是:ㄉ一_ㄖㄜ_ㄒㄩㄝ_。地热学的具体解释是什么呢,我们通过以下几个方面为您介绍:一、词语解释【点此查看计划详细内容】研究地球内部热能及其应用的科学。

什么是地热?
答:有人估计,在地球的历史中,地球内部由于放射性元素衰变而产生的热量,平均为每年5万亿亿卡。这是多么巨大的热源啊!1981年8月,在肯尼亚首都内罗毕召开了联合国新能源会议,据会议技术报告介绍,全球地热能的潜在资源,相当于现在全球能源消耗总量的45万倍。地下热能的总量约为煤全部燃烧所放出热量的1.7...

为什么地球形成了几十亿年,地下还是熔岩,地心冷却过程要这么久吗...
答:熔岩没有冷却是因为它一直在被加热,地球内部的热量有两个主要来源, 每个来源贡献了大约50%的热量 。其中之一是地球内部物质摩擦产生的热,以及重力使物质在地球内部重新分布时相互摩擦产生的热(例如,铁的下沉形成核)。 另一个来源是放射性物质,特别是主要存在于地幔中的铀U235、U238 、K40和Th...

塑造太阳系行星表面地形的最重要的地质作用有哪些
答:1、地热:这个很好理解了,地下的热能会导致火山喷发和大陆板块移动,是塑造星球表面地质环境重要的因素。导致地热的因素有很多,地球内部的地热来源是由于地核深处存在放射性元素(例如铀),这些放射性元素释放的射线会从内部加热地球,是地球最主要的地热源。而像木星的卫星木卫一、木卫二的地热源,则是...