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脚底下踩着的这片土地,天天走路跑步都觉得硬邦邦凉丝丝,夏天太阳晒久了地面发烫,脚都能烫得蹦起来,冬天踩在水泥地上还冰得脚脖子发麻。
可你知道吗,就在你脚底下几十公里往下,温度就能轻轻松松突破一千摄氏度,到了最核心的地方,温度能超过五千摄氏度,比太阳表面的温度还高。
这么大的热量从地球深处往外冒,为啥我们站在地表,半点都感觉不到烫,连温度变化都感觉不到呢?
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地球从诞生开始就是个大火球,四十五亿年前太阳系刚形成的时候,一大堆星云尘埃相互碰撞聚拢,所有碰撞产生的能量都变成热量锁在地球里面,后来这些物质慢慢分层,重的元素沉到核心,轻的浮到表层,这个过程里重力势能也转化成了不少热量。
直到现在地球内部还有放射性元素在持续衰变,每时每刻都在往外放热,这就是地心一直能保持高温的两个主要原因,这都是经过科学界验证的结论。
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现在科学家通过地震波探测,已经把地球内部结构摸得门清,从外到内就是地壳地幔地核三部分,咱们脚踩着的最外层就是地壳,这层就是挡住地心高温的第一道大门。
大陆地壳平均厚度有三十多公里,海洋地壳平均也有七八公里,这层主要就是各种岩石构成,导热性本身就不好,热量想要从这么厚的岩石层钻出来,本来就不是容易事。
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其实咱们脚下的土地,温度确实会随着深度增加慢慢升高,这个规律叫地温梯度,按照目前的测量数据,平均每往下深入一百米,温度就会升高差不多一摄氏度。
有的地方地热活动强,升高的幅度会大一点,有的地方稳定,幅度就小一点。按这个梯度算,咱们往下打个一万米的深井,温度也就能升到一百摄氏度左右,要是到了三十公里的地壳底部,温度就能达到一千摄氏度上下,刚好达到岩石熔融的温度。
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那为什么热量传不到地面呢,核心问题就是热传导的效率太低了。岩石本身就是热的不良导体,地心的热量想要传递到地表,只能靠慢慢的热传导,这个过程慢到离谱,从地心传到地表,平均要花费上千万年甚至更久。
这么长的时间里,热量一边传一边就散到宇宙空间里去了,等真走到地表,剩下的热量已经微乎其微,连咱们皮肤都感觉不到明显的温度变化。
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每年从地球内部传到地表的总热量其实不算少,但分摊到整个地球表面,平均每平方米的功率只有大约零点零六瓦,这个功率是什么概念,连个小LED灯都点不亮。
咱们夏天晒太阳,每平方米接收到的太阳热量都能达到上千瓦,比地热的强度大了一万多倍,所以咱们平时感受到的地表温度,基本都是太阳给的,地心那点热量根本排不上号。
就算是火山喷发这种把地下岩浆翻出来的极端情况,也只是局部地区构造运动给岩浆打开了通道,大部分地方的地壳还是稳稳当当把热量挡住,根本漏不出来多少。
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再往里面说,地壳下面就是地幔,地幔厚度差不多有两千九百公里,整个地幔虽然温度很高,从一千摄氏度一直升到三千五百摄氏度左右。
但地幔大部分都是固态的岩石,只有局部是熔融状态,而且地幔的对流虽然能把热量往上层带,但这个对流速度也慢得惊人,一年也就移动几个厘米,跟蜗牛爬差不多。
这么慢的对流,带来的热量增量也非常有限,到了地壳底部还要再穿三十公里的岩石层,最后能到地表的就更少了。
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再往里就是地核,外核是液态的金属,温度差不多四千五百摄氏度,内核是固态的铁镍核,温度超过五千摄氏度,压力能达到几百万个大气压,这里确实是个大火球。
但外面隔了快三千公里的地幔和地壳,这两层厚壳把热量封得严严实实,别说传到咱们脚面上,就是能透出来十分之一,地球表面也早就变成火海了。
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其实地球从诞生到现在,一直在慢慢往外散热,四十五亿年过去了,外层早就冷却成了坚硬的岩石壳,就是现在这个厚度,刚好能挡住内部的高温,又能维持地球的磁场,给生命留出来合适的生存环境。
要是地球真的把内部热量都散完了,变成一个完全冷却的实心岩石球,那磁场也就消失了,太阳风会把大气层吹走,海洋也会蒸发,地球也就变成跟火星一样的死星球了。
所以咱们现在感觉不到地心的高温,恰恰是地球给生命准备的礼物,厚壳挡住了热量,让地表能一直保持合适的温度,咱们才能安安稳稳住在上面。
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可能有人会说,那温泉和火山喷出来的热量,不就是地心的热量吗,这话也没错,但那都是局部地区的特殊情况,要么是地壳板块交界的地方,岩层有裂缝。
要么是地下有岩浆房离地表比较近,热量才能顺着裂缝跑出来,大部分稳定的大陆板块内部,地热流出的速度慢到几乎可以忽略,咱们根本感觉不到。
现在咱们开发地热能源,也都是找这种地热活动异常的地方,才能用比较低的成本拿到热量,普通地方根本搞不了,就是因为地表附近根本没多少地热可用。
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地球内部的高温是从诞生就带有的,加上后续放射性元素持续放热,一直保持着高温,但外面有厚厚的地壳和地幔两层隔热层,岩石又不怎么导热,热量传上来的速度极慢,走到地表的时候,剩下的热量已经少到根本察觉不到了。
加上太阳给的热量远远盖过了地热的贡献,咱们自然就只能感觉到脚下凉凉的,完全不知道里面藏着一个几千度的大火球。
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