地球表面的热量来自内部——它是如何保持这种状态数十亿年的？

地球的核心是如何在数十亿年的时间里保持与太阳表面一样热的？

地球的层状结构（包括移动的板块）被行星形成和放射性同位素衰变的剩余物加热。 地质学家利用地震波来研究这些内部结构和运动，这对于地球上的环境变化和生命进化至关重要。 内部热量驱动板块运动，导致地震、火山爆发以及新陆地和海洋的形成等现象，使地球适合居住。

我们的地球有点像洋葱，一层一层地组成。

从上到下依次是皮质，包括你行走的表面； 再往下是地幔，主要是坚硬的岩石； 再往深处，是由液态铁制成的外核； 最后是内核，由实心铁制成，半径为月球体积的70%。 潜得越深，温度就越高——核心的部分区域与太阳表面一样热。

该图显示了四个地下部分。

地心之旅

K 地球与行星科学教授我研究我们世界的内部。 就像医生可以使用一种称为 超声检查 为了使用超声波拍摄人体内部结构的图片，科学家们使用类似的技术对地球的内部结构进行成像。 但地球科学家不使用超声波，而是使用它 地震波 地震产生的声波。

在地球表面，你可以看到泥土、沙子、草地，当然还有人行道。 地震振动揭示了下面的情况：大石头和小石头。 这都是地壳的一部分，可能会下降 20 英里（30 公里）； 它漂浮在称为地幔的层之上。

地幔的上部通常与地壳一起移动。 他们一起被称为 岩石圈平均厚度约为 60 英里（100 公里），但在某些地方可能更厚。

岩石圈分为几个 大块称为板块。 例如，太平洋板块位于整个太平洋下方，北美板块覆盖了北美的大部分地区。 这些面板就像拼图一样，大致拼合在一起并覆盖地球表面。

面板不是固定的。 相反，他们会移动。 有时它是一段时间内最小的英寸分数。 其他时候，动作更多，而且更突然。 这种类型的运动是引起地震和火山爆发的原因。

更重要的是，板块运动是推动地球生命进化的一个关键的、也许是必要的因素，因为移动的板块会改变环境， 迫使生活适应新的条件。

你会对脚下发生的一切生命感到惊讶。

加热器开着

板块运动需要加热斗篷。 事实上，当你深入地下时，温度就会升高。

在板块底部约 60 英里（100 公里）深处，温度约为 2,400 度。[{” attribute=””>Fahrenheit (1,300 degrees Celsius).

By the time you get to the boundary between the mantle and the outer core, which is 1,800 miles (2,900 kilometers) down, the temperature is nearly 5,000 °F (2,700 °C).

Then, at the boundary between outer and inner cores, the temperature doubles, to nearly 10,800 °F (over 6,000 °C). That’s the part that’s as hot as the surface of the Sun. At that temperature, virtually everything – metals, diamonds, human beings – vaporizes into gas. But because the core is at such high pressure deep within the planet, the iron it’s made up of remains liquid or solid.

如果没有板块构造，人类可能就不会存在。

外太空碰撞

这些热量从何而来？

它不是来自太阳。 虽然阳光使我们以及地球表面的所有植物和动物变暖，但阳光无法穿透地球内部数英里。

相反，有两个来源。 一是45亿年前地球形成时继承的热量。 地球是由太阳星云形成的，太阳星云是一片巨大的气体云，在岩石和碎片的不断碰撞和合并中形成。 它们被称为星子。 这个过程持续了数千万年。

这些碰撞过程中产生了大量的热量，足以融化整个地球。 尽管其中一些热量散失到了太空中，但剩下的部分却被困在了地球内部，其中大部分至今仍保留在地球内部。

另一个热源：地球上普遍存在的放射性同位素的衰变。

要理解这一点，首先想象一个项目 作为一个以同位素为成员的家庭。 全部[{” attribute=””>atom of a given element has the same number of protons, but different isotope cousins have varying numbers of neutrons.

Radioactive isotopes are not stable. They release a steady stream of energy that converts to heat. Potassium-40, thorium-232, uranium-235, and uranium-238 are four of the radioactive isotopes keeping Earth’s interior hot.

Some of those names may sound familiar to you. Uranium-235, for example, is used as a fuel in nuclear power plants. Earth is in no danger of running out of these sources of heat: Although most of the original uranium-235 and potassium-40 are gone, there’s enough thorium-232 and uranium-238 to last for billions more years.

Along with the hot core and mantle, these energy-releasing isotopes provide the heat to drive the motion of the plates.

No heat, no plate movement, no life

Even now, the moving plates keep changing the surface of the Earth, constantly making new lands and new oceans over millions and billions of years. The plates also affect the atmosphere over similarly lengthy time scales.

But without the Earth’s internal heat, the plates would not have been moving. The Earth would have cooled down. Our world would likely have been uninhabitable. You wouldn’t be here.

Think about that, the next time you feel the Earth under your feet.

Written by Shichun Huang, Associate Professor of Earth and Planetary Sciences, University of Tennessee.

Adapted from an article originally published in The Conversation.