Вътрешността на Земята е толкова гореща, колкото повърхността на Слънцето – как е останала такава милиарди години?

Как ядрото на Земята остава толкова горещо, колкото повърхността на Слънцето в продължение на милиарди години?

Слоестата структура на Земята, която включва движещи се плочи, се нагрява от остатъците от формирането на планетата и разпадането на радиоизотопите. Геолозите използват сеизмични вълни, за да изучават тези вътрешни структури и движения, които са от съществено значение за промените в околната среда и еволюцията на живота на Земята. Вътрешната топлина задвижва движенията на плочите, допринасяйки за явления като земетресения, вулканични изригвания и създаването на нови земи и океани, което прави Земята обитаема.

Нашата Земя е съставена нещо като лук – слой по слой.

Започвайки отгоре надолу, има кора, която включва повърхността, по която ходите; след това долу, мантията, предимно твърда скала; след това по-дълбоко, външната сърцевина, направена от течно желязо; И накрая, вътрешното ядро, направено от твърдо желязо, с радиус 70% от обема на Луната. Колкото по-дълбоко се гмуркате, толкова по-горещо става – части от ядрото са горещи като повърхността на слънцето.

Тази илюстрация показва четирите секции под повърхността.

Пътуването до центъра на Земята

К Професор по земни и планетарни наукиИзучавам вътрешностите на нашия свят. Точно както лекарят може да използва техника, наречена Сонография За да направят снимки на структурите във вашето тяло с помощта на ултразвук, учените използват техника, подобна на изобразяването на вътрешните структури на Земята. Но вместо ултразвук, геолозите го използват сеизмични вълни Звукови вълни, генерирани от земетресения.

На земната повърхност виждате мръсотия, пясък, трева и разбира се тротоари. Сеизмичните вибрации разкриват какво има под това: големи и малки скали. Всичко това е част от кората, която може да се спусне до 20 мили (30 километра); Той се носи над слой, наречен мантия.

Горната част на мантията обикновено се движи заедно с кората. Заедно те се наричат Литосферакойто е с дебелина около 60 мили (100 км), въпреки че на някои места може да е много по-дебел.

Литосферата е разделена на няколко Големите блокове се наричат ​​плочи. Например, Тихоокеанската плоча се намира под целия Тихи океан, а Северноамериканската плоча покрива по-голямата част от Северна Америка. Панелите са като парчета от пъзел, които грубо пасват заедно и покриват повърхността на Земята.

Панелите не са фиксирани. Вместо това те се движат. Понякога това е най-малката част от инчовете за период от години. Друг път има повече движение и то е по-внезапно. Този тип движение е това, което причинява земетресения и вулканични изригвания.

Нещо повече, движението на плочите е критичен и може би необходим фактор, движещ еволюцията на живота на Земята, защото движещите се плочи променят околната среда и Принуждавайки живота да се адаптира към новите условия.

Ще бъдете изумени от целия живот, който се случва под краката ви.

Топлината е включена

Движението на плочата изисква отопляемо наметало. Наистина, докато навлизате по-дълбоко в земята, температурата се повишава.

В дъното на плочите, на дълбочина от около 60 мили (100 километра), температурата е около 2400 градуса.[{“ attribute=““>Fahrenheit (1,300 degrees Celsius).

By the time you get to the boundary between the mantle and the outer core, which is 1,800 miles (2,900 kilometers) down, the temperature is nearly 5,000 °F (2,700 °C).

Then, at the boundary between outer and inner cores, the temperature doubles, to nearly 10,800 °F (over 6,000 °C). That’s the part that’s as hot as the surface of the Sun. At that temperature, virtually everything – metals, diamonds, human beings – vaporizes into gas. But because the core is at such high pressure deep within the planet, the iron it’s made up of remains liquid or solid.

Без тектониката на плочите хората вероятно нямаше да съществуват.

сблъсък в космоса

Откъде идва цялата тази топлина?

Не е от слънцето. Докато затопля нас и всички растения и животни на земната повърхност, слънчевата светлина не може да проникне на километри от вътрешността на планетата.

По-скоро има два източника. Едната е топлината, наследена от Земята по време на нейното формиране преди 4,5 милиарда години. Земята се формира от слънчевата мъглявина, гигантски облак от газ, сред безкрайни сблъсъци и сливания на парчета скали и отломки. Те се наричат ​​планетезимали. Този процес отне десетки милиони години.

По време на тези сблъсъци е произведено огромно количество топлина, достатъчно да разтопи цялата Земя. Въпреки че част от тази топлина е била изгубена в космоса, това, което е останало от нея, е било уловено вътре в Земята, където голяма част от нея остава днес.

Друг източник на топлина: разпадането на радиоактивни изотопи, които са навсякъде на Земята.

За да разберете това, първо си представете предмет Като семейство с изотопи като негови членове. всичко[{“ attribute=““>atom of a given element has the same number of protons, but different isotope cousins have varying numbers of neutrons.

Radioactive isotopes are not stable. They release a steady stream of energy that converts to heat. Potassium-40, thorium-232, uranium-235, and uranium-238 are four of the radioactive isotopes keeping Earth’s interior hot.

Some of those names may sound familiar to you. Uranium-235, for example, is used as a fuel in nuclear power plants. Earth is in no danger of running out of these sources of heat: Although most of the original uranium-235 and potassium-40 are gone, there’s enough thorium-232 and uranium-238 to last for billions more years.

Along with the hot core and mantle, these energy-releasing isotopes provide the heat to drive the motion of the plates.

No heat, no plate movement, no life

Even now, the moving plates keep changing the surface of the Earth, constantly making new lands and new oceans over millions and billions of years. The plates also affect the atmosphere over similarly lengthy time scales.

But without the Earth’s internal heat, the plates would not have been moving. The Earth would have cooled down. Our world would likely have been uninhabitable. You wouldn’t be here.

Think about that, the next time you feel the Earth under your feet.

Written by Shichun Huang, Associate Professor of Earth and Planetary Sciences, University of Tennessee.

Adapted from an article originally published in The Conversation.