航小北的日常科普2019-06-03 09:30:23

這個關於地球內部秘密的問題讓我來回答一下。

如下圖所示，就是地球內部的結構圖，其中地球的核心就如圖中所示的那樣，是一個巨大的“火球”，溫度極高（根據估計，溫度可達6000攝氏度，與太陽表面溫度相同），那麼地球為什麼核心溫度會這麼高呢？

簡單說，地球剛剛誕生的時候太陽系內一片混亂，地球是在不斷的星際物質撞擊之下才逐漸形成的【如下圖所示】。

所以原始地球其實是一個巨大的熔岩星球【如下圖所示】，溫度極高，而且還不斷有小行星與地球撞擊，給地球“加溫”。比如說科學家研究發現，在45億年一顆跟火星差不多大的小行星撞擊地球，不僅把地球的地軸撞歪了，而且還形成了現在的月球，可見當時的地球是多麼多災多難。

而伴隨著時間的推移，地球逐漸冷卻，但是因為地球的外層都是岩石，是良好的絕熱體，所以在長久的過程中，地表溫度雖然降低了，但是核心的溫度卻始終很高。這就好比一個燙山芋外面裹了一層厚棉被一樣，保溫效果極好，地球內部的熱量遲遲散發不出去。

同時，在地球的地幔和部分地殼中，還有大量的放射性元素，包括鈾238、釷232、鉀40等等，這些放射性元素會逐漸衰變，產生大量的熱量——這些熱量無疑起到了一種輔助保溫的作用。

所以，地殼、地幔岩石的絕熱性（保溫）+地幔、地殼中放射性元素衰變產生的能量（小火烘烤），共同造成了地核溫度遲遲降低不下去。

這道題目裡還問，為什麼熱量不向上傳遞？其實地核的熱量一直在向外傳遞，但是因為中間隔的岩石實在是太厚了，所以熱量傳遞的很少、很緩慢。如下圖所示，熱量在從高溫向低溫傳遞的時候，中間物體的導熱性對熱量的傳遞速度影響極大。

而且熱量的傳導是有梯度的，溫度從高溫到低溫部位是逐步變化的，所以如果我們把物體的溫度圖畫出來，應該是從內向外，溫度逐漸降低。

那麼為什麼“地下水是冰涼的”呢？

實際上地下水不是冰涼的，只是地下水相對夏天最熱時候的溫度比較低——正常人都有一個體驗，那就是井水冬暖夏涼，所以地下水的溫度是基本上比冬天最冷的時候溫度高一些的。

這是因為人們在地上的生活環境熱量主要來自於太陽的照射，所以夏天溫度高、冬天溫度低。而地下的溫度是逐步升高的，大概是每降低100米升高2、3攝氏度左右，所以地下100、200米的地方基本上不會受到地球內部溫度的影響，而且因為這部分的區域遠離太陽的照射，所以肯定是要比地上溫度最高的時候溫度低很多。

而有過在地下礦井工作經驗的人肯定知道，當地洞的深度達到數百米、甚至於一兩公里的時候，這個地方的溫度就會達到40、50度，甚至於更高了——這是因為在這個深度上地熱的影響逐漸佔到了主要的作用。

所以這麼解釋，你明白了嗎？