栏目分类
1024你懂得高清日韩-1024在线视频观看日韩-1024t
首页
1024你懂得高清日韩
1024在线视频观看日韩
1024tv在线观看
地球形成几十亿年,为什么地下还有熔岩,地心高温永不消失?
发布日期:2021-10-12 15:42    点击次数:196

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!

图片

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。

图片

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。

图片

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!

图片

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!

那么地球的年龄又是多大呢?

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!

图片

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。

图片

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℃。

图片

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!

图片

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!

图片

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!

图片

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。

图片

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%。

图片

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!

图片

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!

图片

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!

图片

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!

图片

不过还有23亿年,Who怕Who啊!

Powered by 1024你懂得高清日韩-1024在线视频观看日韩-1024t @2013-2021 RSS地图 HTML地图

Copyright 站群系统 © 2013-2021 365建站器 版权所有