为什么地球形成了几十亿年，地下还是熔岩，地心冷却过程要这么久吗？

【原创】对于为什么地球形成了几十亿年，地下还是熔岩，地心冷却过程要这么久吗之话题，我个人的观点认为，地心熔岩是地球再生可燃能量物质的表现结果，其熔岩的核能物质只能是会越积越多，是一种无法能被冷却的自然物理现象。为什么会这样说呢？因为：

地球是太阳系唯一的一个再生可燃能量物质的星球，是一个储能储热的星球，是通过地表生物圈可持续生存与进化的自然手段，来实现无机物向有机物的转变，实现有机可燃能量物质的生产、制造和积累，实现太阳系核能物质的储备与再生。地球生物圈以代代相传的方式能为地球持续生产、制造和积累可燃的能量物质，并又能通过地壳圈层的物质运动，形成储存在地壳圈层之中的碳化物沉积层（即是石油的原油层），之后又会通过持续地震和余震的自然手段，能将地壳层中的碳化物沉积层压进到地幔的圈层之中，并能在地幔超高温的圈层之中提炼成为可燃的核能物质，逐渐会输进到地核的圈层之中而被储藏起来。从而，实现地球核能物质的不断累积，实现太阳系核能物质的不断再生。

地球地核和地幔圈层中所形成的熔岩物质，其实就是一种可燃的核能物质，拥有蓄热和蓄能的物理属性，在上述原理的持续作用下，地核和地幔圈层的核能物质（熔岩），只会积累得越来越多，热量温度只能是越来越高，这是一种无法会被冷却的物理现象。但凡流到地幔边缘的水，都会被地幔超高温的热量而形成为气态现象，并以泉眼或泉水的形式而回流在地表上。

不知这样的回答读者看后是否清晰？！如觉得我说的对或有道理，希给个点赞并点击关注我。可阅读到我相关科学领域前沿上二千道的原创答题，定能阅览到你感兴趣的前沿科学知识。欢迎大家一起来讨论或发表意见。宇明于东莞市。（注：原创作品，抄袭可耻。欢迎转发。）

为什么地球形成了几十亿年，地下还是熔岩，地心冷却过程要这么久吗？

全球变暖只与地表有关，与像太阳表面一样热的地核相比，充其量只涉及外部极端20度的变化。

地球内核已经是固体了，但这是因为内核(液体)和地幔的上层压力极高。请注意，正是外核产生了地球磁场。

地球的核心将从不凝固。我的意思是永远不会。话虽如此，但只有一种可能发生，那就是如果地球碰巧被抛出轨道，成为一个流浪星球，那么它的核心可能有时间冷却。

地核变冷要比太阳耗尽核燃料并膨胀吞噬地球花费更长的时间。到那时，地球将会蒸发，因为它会螺旋离开轨道进入太阳。地核很快会变成炽热的气体。这将在大约40到50亿年后发生。

如果有机会地球成为流浪星球，在它自己的好时光里自由冷却，那将需要很长时间。

减缓地心冷却的主要因素是长寿命原子的放射性衰变，即铀- 238、铀- 235、钍- 232和钾- 40，它们的半衰期分别约为44.7亿年、7.04亿年、141亿年和12.8亿年。从这些同位素的半衰期以及与地球年龄的比较中，你可以看到通过放射性衰变产生的内部热量很可能在未来相当一段时间内保持在接近当前的水平。

地心核心温度可能是5000 K（开尔文），自45亿年前太阳系形成以来给出250 K的冷却温度。如果真的以这种速度冷却(每十亿年55度)，大约需要910亿年才能冷却到0开尔文。

为什么地球形成了几十亿年，地下还是熔岩，地心冷却过程要这么久吗？

为什么地球形成了几十亿年，地下还是熔岩，地心冷却过程要这么久吗？

地球内部的熔岩经过几十亿年了还没有冷却，是因为它一直在被加热，这种过程一直持续到现在，但不会永远持续下去。在讨论这个问题之前我们先来看看咱们地球的内部到底是怎样的。

你有没有想过，我们脚下每天踩着的是什么？地板？泥土？人行道？还是草地？虽然你可以这么说，但无论你现在站立什么位置，相对于地球来说都是冰山一角。

无论你是否承认，我们的脚下都有几千公里厚的土地，它由各种材料组成，包括土壤、岩石、水、火山、熔岩和固态铁。大多数人小时候都挖过个洞，也许是因为我们都对地底下未知的的东西很感兴趣。我们挖的洞可能主要由泥土组成，可能还有一些岩石，挖得越深，越难看到洞的底部，除非爬入洞中，否则你将很难再挖下去。很显然，通过这个例子使我们明白了一个道理，我们无法通过挖穿地球来研究地球的构造。

那么我们如何才能知道地球内部的构造呢？现代科学家提出了一个巧妙的方法–利用地震波。地震波是地表以下发生板块运动而产生的一种波，通过测量地震波，科学家就可以了解有关地球的许多知识。通过观察地震波的形态我们就可以推算出地球的内部是由厚度不同的不同材料组成的，也就是分层的，因为地震波通过不同材质的速度不同。

总的来说，我们脚下踩着的第一层是地壳，地壳的下方是地幔，地幔是半固体，由运动的岩石和岩浆组成。地幔下面就是地球的核心，它由两部分组成，分别是一个液体的外地核和一个固态的内地核。内地核是由能承受巨大压力的铁和镍构成的，它承受的压力相当于地球表面大气压的900万倍。地核的温度极高，大约是5000℃，与太阳表面的温度差不多！

地球的内部温度随深度增加而增加，但是，如上图所示，该增长率不是线性的。在最高的100 km之内，温度梯度大约为15℃至30°C / km，随即在地幔中急剧下降，然后在内地核中缓慢增加。地壳底部的温度约为1000°C，地幔底部的温度约为3500°C，地核的温度约为5000°C。

上图显示了地幔上部500 km的温度曲线，与干燥的地幔岩石的融化曲线相比。在100至250 km的深度范围内，温度曲线非常接近干燥的地幔岩石的融化边界。因此，在这些深度处，地幔岩石处于融化与半融化的状态。

在某些情况下，如果存在多余的热量，并且温度线越过熔点线，地幔的这一区域将被称为低速带，也被称为软流圈，因为地震波在接近其熔点的岩石内会减慢。在250 km以下，温度保持在熔化线的左侧，这表明地幔正在对流，因此来自深处的热量被带到地表的速度会更加的快。

对流是板块构造的基本特征，地幔的对流是热量从地核传递到下地幔的产物。就像在热炉上的一锅汤中一样。如上图，热源附近的材料变热并膨胀，使其比上面的材料轻。浮力使其上升，而较冷的材料从侧面流下。地幔之所以对流，是因为从下方传来的热不完全均匀，所以，只要有稳定的力，地幔就足以缓慢地流动（以每年几厘米的速度）。就像汤锅中的例子一样，一旦岩心冷却到没有足够的热量，地幔将不再对流，这种现象已经发生在像水星和火星这样的小行星上了。

熔岩没有冷却是因为它一直在被加热，地球内部的热量有两个主要来源，每个来源贡献了大约50％的热量。其中之一是地球内部物质摩擦产生的热，以及重力使物质在地球内部重新分布时相互摩擦产生的热（例如，铁的下沉形成核）。 另一个来源是放射性物质，特别是主要存在于地幔中的铀U235、U238 、K40和Th232的自发放射性衰变。

如上图所示，这种方式产生的总热量随着时间的推移一直在减少（因为这些同位素已被消耗），现在大约还剩地球形成时的25％，这意味着地球内部正在逐渐变凉。即使是这样，地心的冷却也不会在旦夕之间完成，它需要极长的时间来把能量消耗完之后才可能实现。

我是科普子期君，期待你的留言、转发哦！

为什么地球形成了几十亿年，地下还是熔岩，地心冷却过程要这么久吗？

为什么地球形成了几十亿年，地下还是熔岩，地心冷却过程要这么久吗？

十九世纪的科学被两个大难题给困住了，一个是太阳是为什么一直会发光发热，另一个就是地球的年龄，现代中学生都能回答的问题，实在把当年科学家给害惨了！

很多朋友可能很奇怪，这地下的熔岩和太阳的燃烧原理与地球的熔岩有啥关系？你别说，还真有关系，而且还是环环相扣！

太阳到底是怎么发光的？

各位耳熟能详的大科学家们对于太阳的结论，能让各位笑掉大牙，比如发现天王星、绘制银河系的赫歇尔认为太阳有一个发光的大气层，但在其下面凉爽宜居，可以住人！德国医生兼物理学家迈耶 认为太阳可能是烧煤的，苏格兰物理学家沃特斯顿认为太阳是坍缩带来的热量（地球的热量很大一部分来自引力坍缩），还有科学家认为是小行星不断撞击等等。

一直到1920年代的英国科学家爱丁顿才给出太阳能量来源的靠谱猜测，他认为可能是氢元素聚变获得能量，但后来发现太阳内核的温度不可能让氢聚变，结果尴尬了，太阳还在发光，科学家却不知道为什么，这个问题是伽莫夫解决的，他发现了量子隧穿效应，解决了太阳内核氢聚变的问题。

后来汉斯贝特搞定了质子链反应，太阳发光原理终于搞清楚，而从太阳光谱中发现的氦元素的丰度以及太阳内核温度以及氢元素聚变的速度，大概就能计算出太阳的年龄和寿命了！

科学家发现太阳的年龄可能高达四十多亿年，而未来也将有接近五十亿年的寿命！

关于地球年龄的故事其实要比太阳要多得多，因为《圣经》中大概就记载了地球的年龄，当然并没有直说，而是通过各种逻辑无法自洽的描述，最终被爱尔兰天主教会的大主教所计算出来，他认为地球是公元前4004年10月22日下午6时被创造的！

Oh,My God，这位大佬居然精确到了小时，看来还真花了一番心血，但很可惜这是个错误的答案，后来史前生物化石的发现，这又给了科学家们灵感，得到了大量化石的法国博物学家布丰根据化石历史，认为地球的年龄大约在7.5万年左右。

之后物理学家开始介入用科学的方法测定地球的年龄，英国物理学家开尔文勋爵根据地下岩浆冷却以及地表散热的速度计算地球的年龄，他假设岩浆温度为3870℃，然后提出了一个冷却模型，求得地球年龄大约为9800万年，经过各种误差修正后上限为4亿年，看起来确实很科学，但错误太多，比如岩浆温度才700-1200℃。

在二十世纪以前，科学家尽管脑洞无数，但没有一个正确答案，而1896年对于放射性元素的发现，则为地球年龄测定开启了一扇新的大门！

1898年居里夫妇发现了放射性元素钋和镭，并且同时发现镭元素在衰变时会释放大量的热，1904年卢瑟福发表了关于放射性对地球温度和年龄的影响报告，认为地球内部的放射性元素产生热量能平衡自身的冷却，并且由此开创出了一个新的领域，放射性地球年龄测定！

1907年，美国化学家博尔特伍德认为铅是铀放射衰变的最终产物，因而提出了“铀—铅测定方法”，原理很简单，铀元素会一路衰变到铅，那么根据其半衰期，然后再根据一路衰变下来的元素比例，然后再根据原始的比例，即可准确计算出地球的年龄！

铀元素的衰变链

美国地球化学家克莱尔·帕特森最终通过将陨铁中的铅铀比例设定为初始值，然后将地球岩石中的铅铀比例为终值，计算出地球年龄大约41-46亿年！帕特森仍然不太满意，反复寻找样品测定地球年龄，最终找到铅含量极低石质陨石（确定都是由铀衰变而来），测定的结果是45.5±0.7亿年。

各位发现没？这和太阳的年龄不谋而合！

地球内部的热量来源

上文中提到了镭元素衰变会释放热量，而地球内核中的铀元素衰变同样会产生热量，而且在内核中难以散发，所以这些热量会让整个地球内核出现熔融态，温度高达6000度，和太阳表面差不多，当然还有部分热量来自地球的引力坍缩能，不过据估计，地球内核热量有80%以上来自放射性衰变，而引力坍缩能则占不到20%。

这一点非常重要，一个熔融态的高温内核，其含有大量的铁镍质，这是导电体，而来自太阳风对地球的诱发磁场，则给了这个初始系统一个磁通量，导致了地球发电机的诞生，当然就是瞎猜而已，因为到现在科学家都还搞不清楚地球磁场到底是怎么诞生的的哈！

但有一点可以肯定，熔融态内核很重要，未来凉凉了磁场必定消失！而磁场几乎就是地球生命的保护伞，因为太阳的核聚变产生大量能量都从太阳表面辐射到宇宙空间，其大量离子状态的氢原子核（质子），氦原子核，电子等冲向四面八方，当然也包括地球！

如果没有磁场，这些高能粒子将直达地球表面，它会电离人体组织中的原子，造成DNA损伤，严重的可能会导致肿瘤甚至死亡！所以磁场可以说是人类的保护伞，它不仅保护了生命，还保护了大气不被太阳风“冲走”，因为磁场偏转了高能带电粒子，避免了它们冲击大气原子，让大气原子获得能量逃逸！

地球内核热量导致板块运动，火山喷发等等，它们都有可能是促成地球生命诞生的重要因素。

地球内核未来冷却

地球内核热量的主要来源是铀元素的衰变或者其衰变产物的继续衰变，而铀-238半衰期是44.7亿年，铀-235是7亿年，不是早已过半就是已经过半，下一个周期就是一半的一半，内核越来越冷，科学家预计再过23亿年，内核的热量将无法维持液态流动内核，磁场将会消失！

不过还有23亿年，Who怕Who啊！

为什么地球形成了几十亿年，地下还是熔岩，地心冷却过程要这么久吗？

为什么地球形成了几十亿年，地下还是熔岩，地心冷却过程要这么久吗？

通过科学家们的研究和判断，我们所在的太阳系形成于大约46亿年前，其中的绝对核心太阳要比系内的其它行星诞生得稍早一些。而太阳系内的各种星体，如果追溯其来源话，科学家们分析在此区域内原本笼罩着众多星云物质，这些星云物质应该是上一任大质量恒星在生命晚期发生超新星爆发释放出来的，在随后漫长的时间内在引力扰动的影响下，发生着缓慢的气体、尘埃物质的聚集，在相互碰撞和因引力发生的坍缩共同作用下，使得聚集的核心区质量越来越大、温度越来越高，其中规模最大的核心在吸引巨量的星际物质之后，其内核的温度达到了氢的核聚变水平，于是逐渐演化为太阳。

在形成太阳之后，由于内部的核聚变产生向外的巨大辐射压力，从而在一定程度上阻止了周围较远处星云物质的进一步向内聚集，这些星云物质在距离太阳较远的轨道上，在太阳引力和聚集物质角动量守恒的共同作用下，开始围绕着太阳核心进行公转，在公转的过程中，由于初始期物质密度较高，相互之间发生碰撞的几率很大，同时这些太阳吸收之后剩余的边边角角，也会因相互之间的引力发生聚集，从而在距离太阳不同距离处逐渐组成了若干小的核心，以这些核心为起点，从而把游离的星云物质缓慢地聚集在一起，然后形成了不同的行星或者围绕行星运行的卫星。

拿地球来说，在其形成过程中，由于物质的聚集摩擦、碰撞，以及星云物质向地球原始核心坍缩过程中引力势能的转化，从而内部温度也不断提升，但是由于太阳吸收了太阳系内绝大多数的星云物质，剩余的边角料即使全部聚合到一块，也不可能达到氢核聚变的程度，因此地球和其它行星一样，在初始期内核的温度虽然越来越高，但始终无法达到那个核聚变的水平，所以，所有行星的整体温度，在行星形成以后都是呈缓慢下降趋势的，地球也不例外。

在地球形成之初，整体温度非常高，即使表面也密布着呈熔融状态的岩浆，在这样一种几乎是流体状态的情况下，地球组成物质因密度不同，其所受到地球核心的重力也会产生差异，于是密度大的元素逐渐向地球深处缓慢沉降，密度小的元素就会留在地球的外层，这样就慢慢形成了具有明显分层状态的结构。现在普遍认为的地球内部分为三个圈层，即地核、地幔和地壳，这三种结构就是原始地球冷却之后形成的。

地球在形成之后，在以热辐射为主要热量传递方式的作用下，其接收到的太阳辐射能量远远小于通过大气层向外散失的热量，因此，留在最外层的物质最先冷却，形成了以密度较小的硅镁层或者硅铝层为主要矿物为主的地壳，对内部起到了一个较好的保温效果，地壳这一层也是地球圈层中厚度最薄的，每深入100米，温度会升高1-2.5摄氏度。

在地壳之下是地幔，其中上地幔温度在1000-3000摄氏度，主要成分也是硅镁和硅镁矿物，不过其状态已经不是严格意义上的固态了，而是呈现一定的流体特性；下地幔的温度较高，可以达到3000-4000摄氏度，主要成分铁、镍的硫化物，存在形式也是呈现柔软的流体性质。等到地下3000公里以下，则是地球的外地核，主要成分为液态金属，温度在4000-5500摄氏度，科学家们判断，这些液态金属的流动是地球磁场产生的根源；在外地核以下就是地球温度最高的部分-内地核，其温度达到6000摄氏度左右，压力也非常巨大，可以达到上百万个标准大气压，其成分主要是以铁、镍等金属以固态形式存在。

在地球形成之后的46亿年里，内核的组成物质除了地核和地壳之外，其余都是以可以流动的黏稠流体形式存在为主，之所以温度维持这么长时间，主要取决于内、外两个大方面的原因。从内部来看，刚才提到了两个方面的原因，一个是地球形成之时所吸聚物质本身所具有的能量转化，另一个是地壳固态的结构，使得内部热对流有了一个相对封闭的系统，在一定程度上减缓了热量通过地壳的散失。此外，地球在形成时吸聚了大量重物质，由于密度较大逐渐沉积到地核深处，而这些重元素多具有放射性，比如铀235、铀238、钾40、钍232等等，这些物质在衰变的过程中，会释放大量的能量，而且有些放射性物质的半衰期还相当长，从而可以为地球内部提供相对稳定的热量来源。

从外部来看，地球的大气层也充当了保护的角色，相对于太阳辐射来说，从地球向外释放的能量，主要以波长较长的红外辐射为主，而大气层对红外辐射的吸收能力要比来自太阳的短波辐射高得多， 这样来自太阳的能量大部分为直达地球为地球增温，同时从地面反射以及从地球内部释放的热量，也在大气层的吸收下大部分被返回地面，从而使得热量的散失效率大大降低。所以，相对于几乎没有大气存在的月球、火星，地球对于温度的调节机制非常明显，温差也不至于太大，起到了很好的保护效果。

为什么地球形成了几十亿年，地下还是熔岩，地心冷却过程要这么久吗？

《原创》地球本就是废旧的太阳，地心是未然尽的能量，地表是然尽的炉灰。地心热能然尽就成废弃的地球了，就没有生物价值了，和其它星球一样，死亡之球。生物全无。老子明言告许人们道法自然，来也自然，又生也自然，生也自然是现在的太阳，现在的太阳息灭了就会产生又一个可生物的地球。等着吧？去另一地球去生活。我们一同去吧？