地球马上就凉了?科学家:地核正在冷却,速度比预想的要快
地球作为人类在宇宙中的唯一家园,至今已走过近46亿年的岁月
在这期间,地球或受陨石撞击,或出现超级火山爆发,总之危险的事没少经历,但好在目前还能完好无损的养育地球上它的子民。
虽然我们常说太阳为地球带来光和热,但实际上地球内部也在为地表源源不断地提供光和热,同时还为地球带来磁场保护罩,然而最近的发现指出,地球的内核正在逐渐冷却,并且冷却的速度远超科学家们的预期。
宇宙诞生于138亿年前的奇点爆炸,太阳作为第二代恒星,在宇宙诞生后的83亿年后出现,虽然太阳几乎吸收了原始太阳系中的所有物质,但还是有一些零散的尘埃在太阳周围形成了一些大行星和小天体。
地球则是其中之一,它不断地和其他天体碰撞,最后有了地球的雏形,原始的地球温度非常高,表面呈熔岩态,在成千上万年的冷却中,它发展出了分层结构。
地球分为地壳、地幔和地核,地壳是地球的最外层结构,平均厚度只有7公里,如果把比作一个鸡蛋,那么地壳就是鸡蛋的蛋壳,由此可以想象出地壳究竟有多薄了,地幔则是鸡蛋的蛋白,它的体积是最大的,主要由致密的造岩物质构成,平均厚度达到了2800公里。
从这再往深处走,就逐渐到达了地球的核心
虽然整个地核只占地球体积的6.2%,但其质量却占整个地球的31.5%,它就像鸡蛋的蛋黄,虽然不是最大的,但却是最精华的。
从2900公里处到5000公里处为外地核,这里充满了液态铁镍,除此之外还有一些硅、硫、氢、氧等少量的其他元素,这种液态的镍铁合金善于流动,因此可以形变核延展,它们在地核中不断翻滚,产生的电流维持着地球磁场正常运转。
地下5100公里到6371公里处,就到了内地核,这里有着几百万个大气压的压力作用,温度也高达7200摄氏度,常规下的铁和镍熔点在1500摄氏度左右,超过了这个温度就会变成像外地核一样的液体,但由于内地核的压力实在太大了,以至于铁镍又变回了固体。
地核的热量来源一部分是这些熔融的液态或固态铁镍,一部分则和太阳内部的能量的来源类似,本质上都与核反应有关:地核中有着大量的铀元素,它们会随着时间逐渐衰变,这个过程中就会释放热量,并且由于地核是一个完全封闭的空间,这些热量就在地核聚集,形成了一个近7000摄氏度的高温世界。
地球之所以能在几十亿年的时间里保持炽热,一部分是因为它自身能不断产生热量,一部分则源于地球的保温机制,加起来数千公里厚的地壳和地幔把地核牢牢包裹住,并且地幔有粘稠的硅酸盐岩石,地壳有几十公里厚的玄武岩和花岗岩,这种封存结构,把地核中的热量锁在了地球内部,减缓了热量流失。
尽管如此,地核的热量也不是取之不尽,用之不竭的,并且热量仍然在流失中,地核的热量需要通过固体热传递和热辐射到达地表,所以科学家常通过地幔中的矿物质来判断地核的热量流失速率,起初科学家估算,地球完全冷却的时间至少还要在几十亿年后。
但苏黎世联邦理工学院的科学家通过研究发现,真实的情况可能要更糟一点
在上地幔中,广泛地分布着一种布氏岩,科学家把布氏岩放置在金刚石制成的底座上,用激光对它进行加热,测试布氏岩的导热率,最后发现这种岩石的导热率比预期高出了1.5倍,这意味着,地核热量传递到地幔的速度要高于先前的假设,地球的冷却速度比我们预想的要快得多。
一旦地核冷却,地球的磁场就会消失,地表就会完全暴露在宇宙高能射线和猛烈的太阳风轰击中,带电粒子将会吹散大气层,液态水以水蒸气的方式逃逸到太空,最后火星的现状就是地球的未来,变得苍凉与死寂,再也不适合任何生物生存。
不过大家也不必太过惊恐,影响地核热量的因素是多方面的,不会因为一个细微的因素就产生巨大的变化,地核目前还是趋于稳定的,在未来的十几亿年内,地核能量仍然能维持在一个较高的水平,并且一些地质灾害大多源于地球内部能量太高了,假如能略微降一点,对人类的生存反而是有好处的。
其实无论是太阳加速老化,还是地球冷却速度变快,它们的变化过程都是非常漫长的,一般以亿年起步,而人类至今只有数百万年的演化史,文明能延续多久还不得而知,所以当下的问题才是我们需要真正关注的,比如环境的破坏和气候的改变。
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