地球内核发热的原理是什么？

我们站立在坚硬的地球表面，很难想象在地球的最深处，是一颗跟太阳表面一样火热的地心。

（地球内部结构）

地球：坚硬的外表，火热的心。

科学家通过地震仪测量发现，在地球的最中央，是一颗直径约2440公里的铁镍合金球，它的温度高达5430摄氏度，与太阳表面的温度相当。

这颗大铁球中不只有铁和镍，它还有许多其它的元素，包括一些金、银、铂等贵重金属和硅、氧、硫等一些比较轻的元素。

在地心的外层，是厚度达到2400公里的流动铁水，它的温度在2,730-4,230°C之间，其中主要也是铁和镍元素，也可能存在一些硫和氧。这一层流动的钢铁海洋非常重要，正是因为它的流动、地心与地壳转动的角速度差，才形成地球强大的磁场，保护了地球上亿万生命不受宇宙辐射的伤害。

从外地核炙热的钢铁海洋再往上，就是2900公里厚的地幔，地幔深处的温度大约有4000°C，而在靠近地表的有些地方也有大约200°C左右。虽然我们看到火山喷发出来的岩浆是熔融的浆糊状流体，但地质学家们认为炙热的地幔却几乎是硅酸盐固体，这是因为它的上方岩石巨大压力可以防止构成地幔的岩石融化。

地幔看起来坚固，但在地心热力的推动下，地幔的硅酸盐固体还是会进行缓慢的蠕动，热的部分被推到上方，冷却的部分慢慢地回到下方再次被加热，这就是地幔对流。

（地幔对流）

地幔对流推动上方的地壳发生位置改变，造成高山、峡谷、海沟、火山和地震。地幔对流也同时使地心的温度逐年下降，不过由于地壳的保温作用良好，地心的温度下降的很慢。地质学家们预测，大约还需要再过45亿年，地球核心的温度才会冷却下来，那时候地球就会失去磁场，变成一颗死亡行星。

地球的热从哪里来？

科学家们认为，地球内部的热量主要来自两个方面：一是地球内部放射性元素衰变产生了大约80%的热，二是地球在45亿年前形成的初期，通过对原行星盘物质的吸积作用积累了大约20%的热能。

（地球形成于太阳系的尘埃之中）

在地球形成的早期，它的内部堆积了大量的放射性元素，包括几百万年半衰期的放射性同位素（例如铝-26和铁-60），和长寿命放射性同位素（如钾-40，钍-232，铀-235和铀-238等），放射性元素在衰变的过程中会持续产生大量能量，这些能量转化为热能在地球内部蓄积。由于地球比火星等小的岩石行星积累了更多的放射性金属元素，导致地球内部的产生的热量更持久。

（地球内部）

相较之下，水星和火星没有持续的内部加热可见表面效应，它们在地质上已经“死了”。

同样的，在地球形成早期，由于大量宇宙尘埃在轨道上相互碰撞慢慢变成大石块，大石块再因万有引力渐渐聚集在一起，当它们越聚越多越来越大时，其内部巨大的压力和摩擦就会产生热能，因为地球吸引了足够多的岩石和尘埃，它变得很大，因为内部产生的热能也很多，加上数亿年放射性元素衰变产生的热能，使得早期的地球成为一颗到处翻滚着沸腾岩浆的巨大行星。

（原始地球）

今天的地球虽然经过几十亿年的热量散失，它的地壳已经冷却，地幔渐渐变成了固体，这反过来也减缓了内部的对流，从而避免地心的快速降温。

地球深处强大的热能是一种清洁的能源，通过向地壳深处打井再注入水，可以将水加热，再利用加热的水蒸汽推动汽轮机发电。目前世界上已经有国家利用干热岩发电，它比现有的许多发电技术都更加节能和环保。