地球難道要「涼了」?科學家發現地球內部的冷卻速度遠超預期

网瘾少女 2022/03/02 檢舉 我要評論
 

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地球自從誕生以來已經走過了45億多年的歲月,在這漫長的歲月中,地球 經歷了大大小小的危機,但好在這些危機最終都成為歷史,地球也還在宇宙中繼續運轉著。

地球的演化在過去幾十億年中,幾乎由內至外的在發生改變,早期地球 在大氣層建立,海洋迴圈後就逐漸出現了生命。而在看不到的地方,也就是地底深處,這裡同樣也發生了許多改變,最明顯的就是 地幔、地殼與核心的運動變化了。

這些變化使得陸地逐漸形成今天我們所熟知的樣子,今天的科學家在對地球的研究發現中看到了以往我們所不熟悉的樣貌。簡單地說, 地球的形成就是一個炙熱核心在流動岩漿逐漸與海洋作用的冷卻下,完全覆蓋地表的一個過程

而科學家最新的發現指出,地球的內核正在慢慢地冷卻,同時地核的 冷卻速度遠超過科學家們的預期。這個消息不禁讓人為之震驚, 難道地球要「涼」了?

地球正在慢慢冷卻?

不知道聽到這個消息的你此刻是什麼樣的心情,可能會變得復雜起來,難道在未來, 人類真的要在自己的家園走向滅亡嗎?先別急著灰心,還請收起你悲憫的心情,接下來是解答問題的時候。

最開始,科學家並不是在研究地球核心到底冷不冷的這個問題上去解答的。他們想知道地球到底會不會變小,很奇怪對吧。 美國宇航局蘭利研究中心的一名物理學家在2022年1月初得到的一項研究結論。

大氣層的組成部分

他的研究發現 地球每年會有大約8.27萬噸的空氣逃離大氣層,考慮到其他因素,折算下來,實際會損失6萬多噸的物質。所以他認為地球在逐漸變小。

地球上的一些火山活動也是一個主要的原因, 火山爆發出來形成的大氣在補充地球大氣的同時,也會 損失一部分物質。而地球幾乎沒有任何可以補充這些物質的方式,都是 通過外界來進行補充,比如一些隕石、彗星帶來的什麼物質等。

火山活動

本來這篇學術研究應該是吸引焦點的主要刊文,但同期的蘇黎世理工大學很快就在這篇報導後發表了關于地球內部變冷的研究結果。

地球的演化過程可以看作是由 內部深處釋放的巨大熱能驅動的,地球地核區域會向地表釋放大量的熱量,這種能量驅動著地幔對流和一些構造活動。而在這個活動中, 熱熔核與固態地幔礦物直接接觸的核幔邊界,在地核熱能的傳遞過程中發揮了重要作用

地球的演化

問題在于,整個地球的歷史演化過程中,地球的這種形成過程,或者說散熱過程, 它的散熱速度有多快,是否與地球的活躍時間有著密切的聯繫。為了解決這些疑問,科學家們對地核內部做了詳細的研究調查。

實驗中,科學家通過脈衝鐳射加熱金剛石砧台,以模擬深部下地幔的高壓高溫狀態,對單晶布氏岩的原位輻射熱導率進行測量。單晶布氏岩和橄欖石類似,都是 埋藏于地下600公里深處的高強度晶格體

地幔

這種礦石有 非常強的導熱能力,如果對其進行高溫加壓可以得到它們的相關吸收光譜,經過多種實驗樣本的資料分析和對比後,室溫和高溫下有幾乎無法區分的光譜。也就是說,無論溫度是否會變化, 這類礦石的導熱效果都能夠一樣保持下去

這證實了吸收係數在高溫下幾乎沒有增加,也就是說下地幔底部的礦化物等鈣鈦礦等物質,要 比之前科學家認為的導熱率高1.5倍。地球在未來可能會 進一步加速地幔的冷卻

過去科學家們認為地球的內部散熱是很難傳遞的,同時 地球內部還有各種放射性元素衰變,這也會釋放出大量的熱量。地球內部的導熱還會在大陸、海洋這裡得到減緩。

布氏岩的實驗結果表明這類礦石的導熱在地幔位置有著強力的散熱效果,這種效果在熱量緩緩傳遞出去前會在這裡經過一個 加速區

看起來比較糟糕

這麼一看,地球就像一個年輕人一般,開始走向衰老。與太陽不同,地球的衰老和太陽有著本質區別。地球內核的形成根據現有的說法是來自于 碰撞學說

初期的太陽系在行星系統完成以前,地球是各種碎石、碎片的集合體, 在引力的作用下,這些物體相互碰撞。碰撞帶來的巨大能量形成了 地球的內部核心,也正是這塊核心給地球帶來了動力。

行星碰撞

核心不斷運作的過程中 使得內核中的各種放射性元素得到釋放,能量的聚集讓地球有了自身引力。逐漸在星系裡穩定下來的地球,開始在內核的作用下形成地幔,地幔的運動一層一層地推進形成地殼。

整個迴圈狀態就像是洋蔥一樣,地球在完成初步演變後, 剩下被包裹的核心就成為了其動力的主要來源。但這個動力是有限的,因為地球並不像太陽一樣,能夠通過核聚變產生能量。地球的核心能量是來自于碰撞所剩下的,所以從本質上來說, 這份能量有用盡的那一天,而且比太陽更快

地球的核心能量

科學家對布氏岩這類礦物的導熱速度完成分析後,之所以認定地球在冷卻也是因為 它的導熱速度太快,超出了地球本身的散熱過程。好在地球最外層還有海洋和陸地,以及大氣層的保溫作用,才不至于讓地球變得像火星一樣荒涼。

不過現在看來,地球的結局正在往這裡走去。地核的形成不僅是地球有了自身引力那麼簡單,還有它的 磁場。運動中的地核給地球帶來了強大的磁場,這可以 保護我們不受太陽風的影響

地球磁場

看一看月球就知道,經受太陽風和各種輻射的侵害,月球上已經沒有剩下太多東西,上面就連 引力也比地球小得多。磁場在完全消失後 ,地球會受到太陽風的直接傷害,大氣層消失、水分蒸發、溫度驟變都會讓這顆藍色星球變得黯淡無光。

地核的運動還有一個作用就是陸地和海洋的變化,陸地可不是碰撞後冷卻形成外殼那麼簡單。這裡面還有地核的一份功勞,地核的運動在即時地影響著地幔的活動, 下岩圈的活動讓地幔逐漸形成新的外殼

地幔的擠壓使得這些外殼逐漸向 上抬升,同時這也會 影響陸地板塊的活動變化,而非早期科學界所說的大陸漂移學說。海底火山的運動也是地核能量的一種釋放, 有了它,生命才在海洋底下孕育出來

整個地球內核的冷卻基本是不可逆的過程,為什麼說是基本在于,地月的潮汐力在微弱的作用于地核內部。潮汐力對海洋的拉扯給其帶來的能量會傳遞在內部的岩漿, 岩漿的週期性運動也是潮汐力的體現

潮汐現象

這份能量可以減緩地球內核的能量散失不是那麼快,不過從天體運動的整體上看,地月的潮汐力非常綿薄,起不到一種平衡的作用。對于地球的這個發現,其實我們並不用擔心太多,畢竟 這種冷卻只是比預期快得多,也不是馬上就會造成嚴重後果的事

科學家對于地球內部的研究也不是最近才開始的,根據過往的記錄分析顯示, 地球從誕生以來,整體溫度也才下降了500攝氏度。這點熱量散失對于地球來說根本算不上什麼,只是它確實加速了這一進程。

地球降溫

但科學家目前還不清楚這種加速到底比過去快了多少,目前人類對于地底的研究還不及對海洋的研究。受限于科技水準,一些探測設備也無法進入地球內部, 只能通過觀察去推算地球的各種變化

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