這些年人類探索到的行星越多，就會(huì)愈加感慨還是地球更年輕、具有活力，因?yàn)榇蟛糠中行堑膬?nèi)核都已經(jīng)冷卻，這導(dǎo)致它們看起來死氣沉沉，表面一片荒蕪。

內(nèi)核冷卻導(dǎo)致表面一片荒蕪的火星

可大家沒想到，地球也不禁“夸”，因?yàn)榫驮?022年1月《地球和行星科學(xué)快報(bào)》上發(fā)布了一項(xiàng)研究成果，進(jìn)行該研究的科學(xué)家們指出地核正在冷卻，速度甚至比預(yù)想的還要快。

那么，地球的熱量真的在流失嗎？這些熱量最初究竟是怎么來的？

地核為何會(huì)如此熾熱？

想知道為什么地球的散熱大于預(yù)期，我們就先要知道地球的熱量是怎么來的。

地球的熱量到底是哪里來的？

一般來說，咱們所說的地球熱量指的都是地球的內(nèi)部熱量，它是驅(qū)動(dòng)板塊構(gòu)造、地幔對(duì)流、讓地球自己“發(fā)電”的關(guān)鍵動(dòng)力，大家甚至可以直接將其當(dāng)成是地球發(fā)展和演化的原動(dòng)力。

在地球內(nèi)部熱量當(dāng)中，地核產(chǎn)生的熱量占比還是比較高的。

地核產(chǎn)生的熱量在總地?zé)岙?dāng)中的占比還是比較高的

地核的半徑大約為3480千米，是由鐵、鎳等較重的元素構(gòu)成的，溫度很高，能夠達(dá)到4000到6800攝氏度。

不難看出，地核的溫度已經(jīng)與太陽表面的溫度有得一拼了。那么，為什么地核會(huì)這么熱呢？

根據(jù)備受認(rèn)可的星云假說來看，地球也是從星云中誕生的，而在誕生之前，有著明顯的“吸積過程”。這個(gè)吸積過程使得大量的熱量產(chǎn)生，將聚集起來的物質(zhì)加工成了熔融狀態(tài)。所以，最初的地球表面分布著的是火熱的巖漿海洋。

星云假說中太陽和行星的形成都要經(jīng)歷“吸積過程”

隨后密度較大的物質(zhì)元素開始下沉，直至抵達(dá)地心，我們現(xiàn)在看到的地球內(nèi)部圈層就是在此時(shí)慢慢形成的。

在這個(gè)過程當(dāng)中，各個(gè)物質(zhì)之間的摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱量，而地幔的傳熱性又沒有這么好，久而久之，就讓許多熱量依舊存在了地核當(dāng)中。

這也是為什么，地核在壓力如此恐怖的情況下，依舊能讓外核維持液態(tài)的原因。除此之外，地核就像是一個(gè)天然的核反應(yīng)堆，大量的放射性元素在這里衰變放熱。

地球的地核就像是一個(gè)天然的核反應(yīng)堆，不斷地發(fā)出熱量

當(dāng)然，雖然地核很熾熱，但不代表它在這些年間沒有熱量流失。當(dāng)?shù)睾送ㄟ^液態(tài)外核和固態(tài)地幔進(jìn)行熱量“對(duì)流交換”的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)熱量流失的情況。所以在幾十億年間，地球是在不斷降溫的，這種溫度的變化由內(nèi)到外逐漸明顯。

值得一提的是，由于地核被層層包裹，所以對(duì)流喪失的熱量也比較少，導(dǎo)致人們一直對(duì)地球內(nèi)部的溫度變化沒有進(jìn)行刻意的研究。

可是諸多科學(xué)家在《地球行星科學(xué)快報(bào)》上發(fā)表的文章卻顯示，我們?cè)谶^去可能小看了地核冷卻的速度。那么，論文到底講了些什么呢？

科學(xué)家將地核溫度變化研究成果發(fā)表在《地球行星快報(bào)》上

地核正在冷卻

這篇文章的全名叫做《核心-地幔邊界單晶布里奇曼石的輻射熱導(dǎo)率及其對(duì)地球熱演化的影響》，不少人可能覺得，每個(gè)字都認(rèn)識(shí)，組合在一起卻看不懂了。那么，就讓我們先介紹一下該文章的主角“布里奇曼石”。

布里奇曼石是地球上最豐富的礦物之一，從試驗(yàn)測(cè)試和理論計(jì)算來看，它在下地幔體積當(dāng)中的占比高達(dá)75％。并且，布里奇曼石能夠在下地幔的高溫高壓環(huán)境中保持穩(wěn)定性，所以一直以來，它都是人們用來研究地幔動(dòng)力學(xué)、地幔對(duì)流、彈性性質(zhì)等問題的關(guān)鍵物質(zhì)。

布里奇曼石的分子結(jié)構(gòu)

經(jīng)過大量的對(duì)比研究，人們認(rèn)為，它的熱力學(xué)性質(zhì)能夠幫助我們對(duì)地球內(nèi)部的情況進(jìn)行探查，因?yàn)檫@家伙的熱傳導(dǎo)系數(shù)和熱熔對(duì)于下地幔絕熱溫度的分布情況有著深刻的影響。

所以，科學(xué)家亞歷山大·貢察羅夫、尼古拉斯·霍爾特格雷、宮島信吉等人就在80GPa的條件下，測(cè)量了單晶布里奇曼石的輻射熱導(dǎo)率，最終獲得了和預(yù)期之間差異很大的結(jié)果。

論文顯示核心-地幔邊界處的體積熱導(dǎo)率比傳統(tǒng)假設(shè)值高約1.5倍……地幔對(duì)流比預(yù)期的更強(qiáng)烈。所以地幔會(huì)被更有效地冷卻，這最終將削弱許多由地幔對(duì)流驅(qū)動(dòng)的構(gòu)造活動(dòng)，比傳統(tǒng)認(rèn)為的熱傳導(dǎo)行為所預(yù)期的要快。

核心-地幔邊界處的熱導(dǎo)率變化

簡(jiǎn)單來說，此次的研究證明了，地核和地幔之間的熱量對(duì)流，比人類想象的還要?jiǎng)×?，這就意味著地球熱量喪失的速度比預(yù)期要快。

除此之外，進(jìn)行這項(xiàng)研究的蘇黎世理工大學(xué)的科學(xué)家們，還通過對(duì)比計(jì)算，得到了地核溫度下降的幅度，它在幾十億年間可能已經(jīng)下降了500攝氏度。

值得一提的是，由于地核的溫度本身就很高，所以幾十億年丟失500攝氏度似乎不是什么嚴(yán)重的事情。如果它一直保持著與過去相似的熱量喪失速度，那么人類就不用擔(dān)心地核徹底冷卻，地球也變?yōu)椤八劳鲂乔颉边@件事，畢竟我們的文明別說幾十億年，恐怕都難以再維持幾千年。

地核的溫度本身就非常高

當(dāng)然，在知道可以布里奇曼石研究“地球內(nèi)部散熱”之后，人們還會(huì)繼續(xù)跟進(jìn)探索，實(shí)時(shí)監(jiān)控地球內(nèi)部散熱狀況。畢竟，一旦地核哪天因?yàn)槭裁匆馔鈴氐桌鋮s，那后果將是人類無法承受的！

那么，地核冷卻后，地球會(huì)遭遇什么呢？

如果地核冷卻，將會(huì)發(fā)生什么？

大家都知道，人類如今在尋找宜居星球的時(shí)候，除了會(huì)關(guān)注是否有液態(tài)水，對(duì)磁場(chǎng)也很在意。不過，迄今為止，我們好像都沒發(fā)現(xiàn)哪顆備選的移民星球，有地球這樣強(qiáng)大的磁場(chǎng)。

人類迄今還沒找到和地球一樣擁有強(qiáng)大磁場(chǎng)的行星

對(duì)于地球磁場(chǎng)的來源，人們有過諸多猜想，最終大家將目光聚焦在了地核之上，認(rèn)為它就是地磁場(chǎng)的起源。因此，地核也被譽(yù)為“發(fā)動(dòng)機(jī)”。

在這一觀點(diǎn)下，地磁場(chǎng)的產(chǎn)生與地核中液態(tài)物質(zhì)的對(duì)流有著密切的關(guān)系。

地磁場(chǎng)的產(chǎn)生和地核與地幔的物質(zhì)對(duì)流有密切關(guān)系

因?yàn)槲镔|(zhì)對(duì)流，地核中才能一直存在熱壓電效應(yīng)，這種效應(yīng)產(chǎn)生了不斷變化的電場(chǎng)。此時(shí)再根據(jù)麥克斯韋提出的位移電流來看，就能得出變化的電場(chǎng)可以產(chǎn)生磁場(chǎng)的結(jié)論。

不難看出，這之中物質(zhì)的對(duì)流是關(guān)鍵所在，而物質(zhì)對(duì)流的前提是，溫度足夠高。所以一旦地核冷卻，那么地球磁場(chǎng)就會(huì)漸漸消失，屆時(shí)地球上的所有生物將會(huì)直接暴露在宇宙輻射之下。

相關(guān)的科學(xué)研究表明地球自誕生以來, 其地磁場(chǎng)強(qiáng)度一直在發(fā)生細(xì)微的變化。兩千余年來, 地磁場(chǎng)強(qiáng)度減小了1.5倍。在近400年間, 地磁場(chǎng)的強(qiáng)度以每年 0.05﹪的速率減小。

衛(wèi)星觀測(cè)現(xiàn)實(shí)地磁場(chǎng)強(qiáng)度正在不斷減小

除此之外，地核冷卻還代表著地球就此失去生機(jī)，成為一顆和火星相似的死氣沉沉的天體。在這種情況下，地質(zhì)活動(dòng)會(huì)漸漸消失，如今依舊活躍的板塊運(yùn)動(dòng)會(huì)停止，我們的“世界地圖”將會(huì)成為固定的，那些依舊在生長的山脈、撕裂的峽谷都不再會(huì)有任何的變化。

由此可見，對(duì)地核溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)還是很有必要的。若是情況不妙，人類還可以提前決定是搬出地球還是搬到地下，畢竟要是不做任何防護(hù)地待在地表就是自取滅亡。

若是地核冷卻，人類需要考慮搬出地球