A Föld felszíni hője belülről – hogyan maradt így évmilliárdokon át?

Hogyan maradt a Föld magja évmilliárdokon keresztül olyan forró, mint a Nap felszíne?

A Föld mozgó lemezeket tartalmazó réteges szerkezetét a bolygóképződésből és a radioizotópok bomlásából származó maradékok melegítik fel. A geológusok szeizmikus hullámok segítségével tanulmányozzák ezeket a belső struktúrákat és mozgásokat, amelyek elengedhetetlenek a környezeti változásokhoz és a földi élet fejlődéséhez. A belső hő mozgatja a lemezeket, hozzájárulva olyan jelenségekhez, mint a földrengések, vulkánkitörések, valamint új földek és óceánok létrejötte, ami lakhatóvá teszi a Földet.

Földünk egyfajta hagymából áll – rétegről rétegre.

Felülről lefelé kezdve ott van a kéreg, amely magában foglalja azt a felületet, amelyen jársz; majd lent a köpeny, többnyire kemény szikla; majd mélyebben a külső mag, folyékony vasból; Végül a belső mag, amely tömör vasból készült, sugara a Hold térfogatának 70%-a. Minél mélyebbre merül, annál melegebb lesz – a mag egyes részei olyan forróak, mint a nap felszíne.

Ezen az ábrán a négy felszín alatti szakasz látható.

Utazás a Föld középpontjába

K Föld- és bolygótudományok professzoraTanulmányozom világunk belsejét. Csakúgy, mint az orvos használhat egy technikát, az ún Szonográfia Ahhoz, hogy ultrahanggal képeket készítsenek a testében lévő struktúrákról, a tudósok hasonló technikát alkalmaznak a Föld belső szerkezeteinek leképezéséhez. De ultrahang helyett a földtudósok ezt használják szeizmikus hullámok Földrengések által keltett hanghullámok.

A Föld felszínén szennyeződés, homok, fű és természetesen járdák láthatók. A szeizmikus rezgések felfedik, mi van alatta: kis és nagy sziklák. Ez mind része a kéregnek, amely akár 30 kilométerre is leereszkedhet; A köpenynek nevezett réteg felett lebeg.

A köpeny felső része általában együtt mozog a kéreggel. Együtt hívják Litoszféraamely átlagosan körülbelül 100 km vastag, bár egyes helyeken sokkal vastagabb is lehet.

A litoszféra több részre oszlik A nagy blokkokat lemezeknek nevezzük. Például a Csendes-óceáni-lemez a teljes Csendes-óceán alatt fekszik, és az észak-amerikai lemez lefedi Észak-Amerika nagy részét. A panelek olyanok, mint a kirakós darabkák, amelyek nagyjából egymáshoz illeszkednek, és lefedik a Föld felszínét.

A panelek nincsenek rögzítve. Ehelyett megmozdulnak. Néha ez a hüvelyk legkisebb töredéke az évek során. Máskor nagyobb a mozgás, és hirtelenebb. Ez a fajta mozgás okozza a földrengéseket és a vulkánkitöréseket.

Sőt, a lemezek mozgása kritikus, és talán szükséges tényező a földi élet kialakulásában, mivel a mozgó lemezek megváltoztatják a környezetet és Arra kényszeríti az életet, hogy alkalmazkodjon az új körülményekhez.

Meg fogsz lepődni azon az életen, ami a lábad alatt zajlik.

Megy a fűtés

A lemezmozgatás fűtött köpenyt igényel. Valóban, ahogy mélyebbre megy a talajba, a hőmérséklet nő.

A lemezek alján, körülbelül 60 mérföld (100 kilométer) mélységben a hőmérséklet körülbelül 2400 fok.[{” 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.

A lemeztektonika nélkül valószínűleg nem létezne ember.

ütközés a világűrben

Honnan ez a sok meleg?

Nem a naptól származik. Miközben felmelegít minket és a Föld felszínén lévő összes növényt és állatot, a napfény nem tud áthatolni mérföldekre a bolygó belsejéből.

Inkább két forrás létezik. Az egyik a 4,5 milliárd évvel ezelőtti kialakulása során a Föld által örökölt hő. A Föld a napködből, egy óriási gázfelhőből áll, végtelen ütközések, valamint kődarabok és törmelékek összeolvadása közepette. Ezeket planetezimáloknak nevezik. Ez a folyamat több tízmillió évig tartott.

Az ütközések során hatalmas mennyiségű hő keletkezett, ami elég ahhoz, hogy az egész Földet megolvadjon. Bár ennek a hőnek egy része elveszett az űrben, ami megmaradt, az a Föld belsejében rekedt, ahol nagy része ma is megmaradt.

Egy másik hőforrás: a radioaktív izotópok bomlása, amelyek mindenütt jelen vannak a Földön.

Ennek megértéséhez először képzeljen el egy elemet Családként, amelynek tagjai izotópok. minden[{” 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.