题目

地球地心有多少温度?

提问时间：2020-10-10

答案

地球内部的温度 随着深度的增加,地球内部是以什么样的比率逐渐变热的呢?地 球中心的温度有多高?回答这些问题是很重要的,因为这将有助于了 解地球是如何形成的,以及放射性物质在地球内部是如何分布的.我 们也能依此很好地估计太阳系和其他星球内部的温度,并对它们有更 多了解.我们知道,当不断向地球深处挖掘时,温度会不断升高.从矿山 以及温泉和火山的存在,我们可以得出这样的结论.地球内部也必定 存在一个足够大的能量源来引发地震.对地核温度的合理估计为4000～6000℃,但不幸的是目前还没有 一个肯定的结论.然而我们对地球内部其他一些特征确实有了一定的了解.数年来,科学家们一直在研究地球内部由地震所引起的并以弯曲路径传播的震 动波.通过研究这些波的路径,我们可以确定在不同深度地球密度的 增加情况.在我们所能往下钻探的范围内,地球皆由岩石组成,其密度并未 随深度出现明显的增加.明显大于岩石密度的物质是金属,而最常见 的金属是铁.因此,地质学家们确信,地球有一个被岩石“幔”所围 的铁“核”.我们知道,某些地震波能够穿过固体物质,但不能通过液体.由 于这些波能够穿过地幔而不能穿过地核,所以地质学家们由此认为,地温随深度增加不断升高,地幔虽然可能稍微变软了一些,但仍为固 态.铁核则为液态.这并不令人惊讶.在通常条件下,岩石在2000℃左右熔化,而铁 则在1500℃就开始熔化.显然,一个不能使岩石熔化的温度却足以使 铁核熔化.然而,仅仅这些还不能告诉我们在核-幔边界处温度有多高.岩石 和铁的熔点随压力而增高,而压力随深度也逐渐升高（当深层岩石随 火山喷发被抬升时,由于压力降底,其熔点也变低.火山喷出的流体 状岩石称为“熔岩”）.越向地核深入,压力会不断增加,铁的熔点也会不断增高.事实 上,铁的熔点似乎比温度上升得要快.这样,在地球最中心的75英里 范围内,铁核变为固态的“内核”.压力已使铁的熔点变得非常高,以至于不断升高的温度也不能熔化内核.如果我们知道岩石和铁的熔点是如何随压力而升高的,我们就会 知道在地幔与地核的边界处能熔化铁而不能熔化岩石的确切温度.我 们也会知道外核与内核边界处的温度,因为它就是这个压力条件下铁 的熔点.岩石和铁的熔点以前仅能在远小于地球深处压力的条件下测 定,所以很难估计深处温度.1987年初,科学家发明了一种新技术,用它可在短时间内形成非 常高的温度和压力,并可进行测量.用它可测量出比以前能测量出的 压力高10～12倍条件下的熔点.用此技术进行测定的结果表明,在地 幔和外核之间的压力条件下,铁的熔点为4500℃；而在外核与内核之 间,铁在7300℃时才开始熔化.当然,科学家们并不认为地核完全由铁组成,应该还有其他元素,特别是硫.它们可使地核的熔点降低1000℃.因此,科学家们估计地 核外部边界的温度为3500℃,内核外部边界的温度为6300℃,而地球 正中心的温度高达6600℃.这比我们曾经想象的温度要高.现已证明,地球中心要比太阳表面温度高1000℃.