科学家：地球内部的冷却速度远超预期，难道地球要凉了？

地球是人类赖以生存的美丽星球，我们称它是“地球母亲”。它目前在太阳系已经存在45亿年，经历了上亿年的地质演变，地球才有了如今适宜人类居住的环境。人类这种高等智慧生物能存在，都是因为地球演化出了适宜的环境。试问，地球还健康吗？

地球的内部似乎出现了一些问题，让地球变得有些“亚健康”。是什么问题呢？地球的内部在慢慢冷却。

地球变冷

要解释冷却原因，需要知道这些问题：地球内部是由哪些成分构成的？地球内部的冷却速度越来越快，这是怎么一回事?假如地核冷却，对人类会带来哪些影响？揭秘之旅即将开始。

地球内核正以远超预期的速度冷却，要想探究缘由，先从地球的内部结构说起。

地球内结构

地球内部结构

地球内部是地核，地核又分为内地核、外地核，外核深度界定在2900km到5000Km，内部核深5100km至6371km。内外地核之间还存在一个过渡带，深度位于地下4980-5120km。外地核主要由液态的铁和镍构成，还有15%的硅、硫、氢、氧、钾和10%的镍。这种善于流动的镍铁合金，可以轻易实现延展和形变，产生并维持着地球磁场的正常运转。

地核

内地核有着几百万个大气压的压力作用，把内地核中的铁、镍元素压成固态。要知道，内地核的温度高达7200°，但是铁的熔点只有1535℃，镍的熔点是1455℃，如果没有内地核的超高压力的挤推作用，铁、镍形态的合金物质依然是流淌的液态。

地球的地核体积占整个地球体积的16.2%，质量占整个地球质量的31.5%。总的来说，地核是地球的核心部分，半径约3470km，是由铁、镍等元素组成的高密度（约10.7g/cm）物质。

地球构造

地核之上是地幔，地幔之上是地壳。如果把地球比作一个生鸡蛋，那么地核就相当于蛋黄，是地球这颗“鸡蛋”的精华，地幔体积是最大的，它相当于鸡蛋的蛋白，包裹着地核。地球圈层结构的最外层是地壳，它相当于鸡蛋的蛋壳，地球的“蛋壳”厚度在3千米到12千米之间，平均厚度7千米。所以你可以想象地幔、地核的厚度了，如果无法在脑海中构想，可以借助鸡蛋。

地幔构造

了解了无法观察到的地球内部构造，总算知道地球的核心是铁镍，维持着非常高的温度，呈现出液态和近似固态的性质。然而研究表明，地球的内部却以出乎预料的速度在冷却。地球是不是会从一颗温暖的星球，逐渐变成寒冷的冰天雪地？

加速冷却的地球

冷却的地球

我们赖以生存的地球其实是一颗老龄行星，它已经诞生45亿年了，地球的内部向地表传递热量，驱动地幔对流，同时完成地质构造，对早期地球形态有着重要的塑造作用。但是地球内部的热量并不是取之不尽用之不竭的，就像地球的化石燃料资源一样，有限、不可再生。

所以地球内部的“反应堆”会随时间逐渐冷却，我们知道热传递的原理，在固体、液体、气体中，由于温度差，热量会从温度高的物质，传向温度低的物质。热传递又包括热传导、热辐射、热对流。

热传导

热传导主要是固体热传递发生的方式，热辐射是物体凭借自身温度，向周围传递辐射热能的现象，热对流是针对流体以及流体的微观粒子运动而言。地球内核需要经过地幔、穿过地壳，才能达到地球表面，地幔是地球这颗“鸡蛋”体积最大的部分。而地幔的主要成分是各种各样的元素形成的氧化物、矿物质，科学家主要是从地幔中的矿物质的研究来判断地球内部热量的流失速率问题。

对于布里奇曼岩的研究资料

过去地质学家和天文学家曾经探索过一种名为布里奇曼岩的边界矿物是如何把热量从核心传导至地表的。他们把切割得到的单晶布里奇曼石放置在金刚石制成的底座上，用激光加热的方式测试布里奇曼岩的热导率，发现比假设的高出1.5倍。这意味着热量从地球内核传递到地幔的速率高于原来的假设。地幔中的对流运动增加，导致地球的冷却速率加快。

核幔边界区域稳定相和热导率的长期变化示意图

布里奇曼岩是一种地幔边界岩，它的导热效率会随着性质改变而快加，因为当地幔边界冷却到某一数值时，布里奇曼岩会转化成后钙钛矿。在我国学者金振民关于后钙钛矿的学术报告中，他表示后钙钛矿的发现对地球物理学和高压矿物物理学起到了极其重要的促进作用。

这种矿物在极端条件下能够保持结构稳定性，是推动光伏产品能与晶硅直接竞争的有效物质。相信这种神奇的矿物可以推动地质物理学研究取得更大的进步。

钙钛矿的分子结构

虽然布里奇曼岩在转化成钙钛矿之后，拥有更加出色的导热功能，但是也会导致地球内核的冷却速度进一步加快，对地球来说并不是一件好事。

假如，我们是说假如，地球地核真的在某一天冷却，会给地球及生活在地球上的人带来何种影响呢？

地球冷却

内核冷却的假想

地球地核的冷却意味着地球内核液态铁镍合金和固态铁镍合金运动的彻底静置，地球的磁场会消失。磁场是地球内部结构稳定有序的来源，也是地球产生引力的基础。

磁场具有保护地球免受各种辐射干扰和影响的作用，它的性质像一个巨大的屏障，能够引起来自太阳的带电粒子的偏转，避免生活在地球表面的大气和生命被这些高能的带电粒子轰击。

地球磁场保护其不被太阳粒子轰击

如果地球的内核冷却，磁场消失，地球恐怕会变成第二个火星，成为一颗死寂又苍凉的星球。

磁场的消失意味着地球上的物种将会受到大量太空辐射和宇宙射线造成的伤害，尤其是释放高能带电粒子和离子的太阳风。那么太阳风是如何影响地球的呢？太阳风不停地向外扩散，到达地球的太阳风，首先会对失去磁场保护的大气层造成影响。

火星表面

大气会被一点点抽干，紧接着是液态水的大量蒸发，大量的地球液态水以水蒸气的形式向太空逃逸。要知道，地球的表面积中71%都是海洋，大约是3.6亿平方公里，地球拥有约13.86亿立方千米的水，将悉数成为太空中漫无目的的缥缈水蒸气。没有了水的地球，将会是失去生机、生物大量死亡的星球，就像如今的火星一样。

火星视角的地球

说到火星，在过去几十亿年的火星，其实和地球有着极大的相似之处：有液态水的存在和富饶的大气环境，不过在漫长的热量发散作用中，火星内核开始从炽热变得冷却，伴随着能量的散失磁场逐渐消失，火星由此变成一颗没有温度也没有生命的星球。

不过大家也不用担心地球的情况，地球内部蕴藏着丰富的热能，储藏在富含铁镍合金的地核和地幔中，地球上的地质构造运动和火山地震这样的地质灾害，就来源于地球内部的能量。地球内核的冷却意味着地质活动从火山爆发、地震的活跃状态，逐渐趋于平静，地质灾害会减少。这对人类的生活环境是一件好事。

火山喷发

总的来说，地球的内核虽然在科学家的观测中加速冷却，但只是一个微小数值的变化，地球除了内部在散发热量外，也在接受太阳辐射和大气逆辐射。太阳的寿命大约是100亿年，现在太阳还有50亿年寿命，地球大约有46亿年，所以太阳比地球更加“长寿”，能够在地球的有生之年提供地球所需的光照和热量。

地球目前的温度是趋于稳定的，而且地幔和内外地核就像一层一层的保温杯一样保护着地球核心能量，在未来的几亿年、十几亿年，地球内部能量依然会维持在一个较高的水平。

地球热量

保护地球母亲

每年的4月22日是世界地球日，设立这个特殊的节日旨在保护地球环境，引起民众对环境问题的重视，号召更多的人参与到环保事业中。我们一直强调低碳环保，需要从生活的细节做起。

世界地球日

现在我们执行了更加严格的垃圾分类标准，目的是把环保落到实处，提高资源的回收利用率。我们从小接受的教育就是节约用水、节约用电、少使用一次性用品，环保的意识从小养成，但能践行一生的人却很少，所以不忘初心，贯彻环保理念，非常重要。