地热的能量来自于哪里?

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/27 16:59:36
今天偶然看到某公务员考试教程上介绍一些科技常识的书中赫然写着地热来自地球内部放射性元素的“热核反应”!
这教材的质量和严谨度真是让人无言以对。
但本人对地热的来源的确不甚清楚,是地球形成时的留存和放射性元素衰变吗?今天偶然看到某公务员考试教程上介绍一些科技常识的书中赫然写着地热来自地球内部放射性元素的“热核反应”!
这教材的质量和严谨度真是让人无言以对。
但本人对地热的来源的确不甚清楚,是地球形成时的留存和放射性元素衰变吗?
这是一种算是主流的学说,一些科学家认为地热的主要来源就是放射元素脱变引起的!依据是用中微子检测设备可以检测到有中微子来自地球内部! 其次才是地球旋转带来的热能!至于是不是谁现在也无法给出确定的证据,但可以肯定地球热能不是来自自身的压力!火星内核就正在逐渐凝固!
中学地理课本上说环绕地球的人造天体现在还有天空实验室呢。七几年就没了的东西竟然还在中国的课本里飞行。
说浅点儿是地球形成初期大量碰撞产热的余热——小杯水凉得快,大杯水不易凉。向地球这样巨大的物体,虽然表面已经通过几十亿年的散热冷却下来,但是内核还在冷却的过程中。内核向外的散热就是我们现在利用的地热。

说到根本上还是来自我们的恒星——太阳。
远处有山 发表于 2013-4-5 11:42
这是一种算是主流的学说,一些科学家认为地热的主要来源就是放射元素脱变引起的!依据是用中微子检测设备可 ...
旋转如何带来热能?
动能转化?
fdbiology 发表于 2013-4-5 11:56
说浅点儿是地球形成初期大量碰撞产热的余热——小杯水凉得快,大杯水不易凉。向地球这样巨大的物体,虽然表 ...
既然是大量碰撞的动能转化,为什么来自太阳?
绿林奸汉 发表于 2013-4-5 12:04
既然是大量碰撞的动能转化,为什么来自太阳?
没有恒星的引力场,哪来的动能?
绿林奸汉 发表于 2013-4-5 12:03
旋转如何带来热能?
动能转化?
地球的内核和地幔转速是有差异的! 在产生磁场的同时,也会产生磁场切割   

如果把地球比作鼠笼式异步电机的话,磁性作用在圆形导体上是肯定会产生一定的热量的!
金、地、火固体构成元素大体相差不大,但前两者火山活动剧烈,后者已经渐冷。虽然火星体量最小
说其能量来自于内部放射性元素、核素的衰变,这应该也是一部分来源,但应该不是大头。行星绕恒星转,其本身结构的不完全对称使得在恒星引力的拉扯作用下生成巨大的内能,这可能是另一个巨大的来源。参见木星、土星那几个地质活动剧烈的大卫星。
所以我猜测,地热的来源主要还是行星相对于恒星的势能和动能与内能之间的转化。而这个转化的比率,与轨道半径及行星本身的体积有关。
木、土的巨大卫星里,公转轨道半径越短、体积越大者火山活动越剧烈
fdbiology 发表于 2013-4-5 12:06
没有恒星的引力场,哪来的动能?
相互碰撞的动能不应该是行星构成物的相互间势能转化的吗?
绿林奸汉 发表于 2013-4-5 18:52
相互碰撞的动能不应该是行星构成物的相互间势能转化的吗?
超出我的知识范围了,还是等专业人士来科普吧
主要还是吸收来自太阳辐射的热能吧...
小刀切菜 发表于 2013-4-5 22:38
主要还是吸收来自太阳辐射的热能吧...
这个绝对不是。
自身压力,月球引力。热核不靠谱,火星冷成了一块石头,地球最终也会冷成一块石头的。
地热来自放射性元素衰变和地球形成之初的势能转换为热能没有消散的部分。
放射性元素包括铀钍等。铀238半衰期几十亿年,235也有数千万年。
应该确实是放射性同位素的衰变
让人觉得难以置信的就是“热核反应”这个词,确实衰变的时候同位素的原子核发生改变,说是核反应是可以的。但是特别是军迷中,往往只是把类似氢弹中反应的核聚变叫作热核反应。说得再拽一点,“热”加在核反应之前,严格的理解就是热运动克服了原子核之间的电磁斥力而发生的核反应,只有聚变符合,裂变都不行。
huor 发表于 2013-4-8 16:22
应该确实是放射性同位素的衰变
让人觉得难以置信的就是“热核反应”这个词,确实衰变的时候同位素的原子核 ...
10亿年后,地球的温度会是?
sanzoh 发表于 2013-4-8 16:41
10亿年后,地球的温度会是?
那点地热对温度的影响绝对忽略不计,和接受自太阳的比起来。还是看温室气体
放射性元素衰变和地球形成初期的引力势能
魔法少女凯申 发表于 2013-4-5 17:34
金、地、火固体构成元素大体相差不大,但前两者火山活动剧烈,后者已经渐冷。虽然火星体量最小
说其能量来 ...
木星卫星的内热是来自木星的引潮力
sanzoh 发表于 2013-4-8 16:41
10亿年后,地球的温度会是?
地球表面温度主要和太阳辐射有关,10亿年后也许会是80-100度
确实不靠谱

huor 发表于 2013-4-8 16:48
那点地热对温度的影响绝对忽略不计,和接受自太阳的比起来。还是看温室气体


火星曾经与地球和金星一样,充满了巨量的温室气体,是现在大气密度的800多倍。这是目前几次火星探测所得的的信息的其中一种推测。
如果真是如此,地质活动的活跃程度与大气状况有联系,而这也密切关系到行星表面储存留住太阳辐射热的能力。
起码可以确定的是,金星的温室气体是火山活动的产物。
huor 发表于 2013-4-8 16:48
那点地热对温度的影响绝对忽略不计,和接受自太阳的比起来。还是看温室气体


火星曾经与地球和金星一样,充满了巨量的温室气体,是现在大气密度的800多倍。这是目前几次火星探测所得的的信息的其中一种推测。
如果真是如此,地质活动的活跃程度与大气状况有联系,而这也密切关系到行星表面储存留住太阳辐射热的能力。
起码可以确定的是,金星的温室气体是火山活动的产物。
SSN19 发表于 2013-4-13 06:54
木星卫星的内热是来自木星的引潮力
我说的就是这个东西。
引潮力生成的热,不就是系统中的重力势能和卫星转动的动能转化而来的么?实际就是一个典型的熵增能量耗散过程。
SSN19 发表于 2013-4-13 06:55
地球表面温度主要和太阳辐射有关,10亿年后也许会是80-100度
如果地热冷却,地质活动像火星那样停滞,像现在那样的浓密的大气就维持不住了,反而会降温。
所以不综合考量太阳辐射、轨道变化、地球本身活动等因素的话,无法推测地表温度的变化趋势。
魔法少女凯申 发表于 2013-4-13 17:30
如果地热冷却,地质活动像火星那样停滞,像现在那样的浓密的大气就维持不住了,反而会降温。
所以不综合 ...

SSN19说的没错。

太阳在50亿年以后将变成红巨星,把地球烤成岩浆世界,甚至吞没地球不错。

可是在此之前,太阳的后主序演化的时候也是越来越热的,天体物理学界,对于太阳变热,地表温度达到100摄氏度,蒸干海洋的时间还不确定,有的人说是5亿年以后,有些说是10亿年以后。

普遍认为随着太阳在后主序阶段越来越热,以及氢逃逸的不可逆性,导致水的不可逆的损失。20-30亿年以后地球将步金星后尘。

而此时的金星,将达到恐怖的800摄氏度以上。火星则会逐渐变暖。


地球上的水,严格来讲并不是100%完全无损失循环的。

大气中的水蒸气,会有极少量进入高层大气,会被太阳紫外线电离分解为氢与氧,氢会很快逃逸到太空中,导致这极少量的水损失了。

不过当前只是非常微小的损失,随着太阳越来越热的话,地表温度上升,同时紫外线增强,这种损失会越来越大。

地球上的水,严格来讲并不是100%完全无损失循环的。

大气中的水蒸气,会有极少量进入高层大气,会被太阳紫外线电离分解为氢与氧,氢会很快逃逸到太空中,导致这极少量的水损失了。

不过当前只是非常微小的损失,随着太阳越来越热的话,地表温度上升,同时紫外线增强,这种损失会越来越大。
如果人类最终掌握了氢元素核聚变反应的可控化技术(注意,我说的是氢元素,不是它的另两个同位素),地球上的海水,就可以被几乎全部转化为能量使用了,那可比氘元素含量多了几个数量级。但是,那时的人类文明,也必将面临“走出地球”的抉择,就如同祖先们走出非洲一样,摇篮不再宜居了。因为海水里的所有元素都会被利用,地球上的水体,从以往的“闭式循环使用”,变为了不可逆的净消耗。水体又是吸收太阳光热和二氧化碳,以及交流各种物质的链条,它的净消耗,会带来何种后果,很难预料,但肯定不是乐观的。。。。简单地说,历史留给地球的时间,还有几十亿年。留给水圈和大气圈的时间,还有5-10亿年。留给生命体的时间,还有2亿年左右。留给人类的时间,可能只有不到1000万年了。    还要考虑到,下一次冰川期,说不准几百年内就会到来,我们能安然面对么?文明的层次越高,对自然的资源、能源消耗,就越是指数级增长。我们早晚会不得不把海水里的氢元素和氘元素,都榨取来,变为能源,以支撑我们向更高级的方向前进。     我们决不能永远困在微不足道的地球上,“天与不取,反受其咎”,反正即便你不去利用,时辰一到,宇宙依然会收走馈赠给你的一切,包括海水。但是我们主动去利用了,也就意味着,主动选择了各种不可预知的挑战。这事关地球的命运,更事关我们自己的命运。
导弹武库核潜艇 发表于 2013-4-13 20:07
SSN19说的没错。

太阳在50亿年以后将变成红巨星,把地球烤成岩浆世界,甚至吞没地球不错。
那样如果地球地质活动冷却的话,地球就变得像水星而不是金星了,向阳面滚烫,夜间零下一百多度。
导弹武库核潜艇 发表于 2013-4-13 20:15
地球上的水,严格来讲并不是100%完全无损失循环的。

大气中的水蒸气,会有极少量进入高层大气,会被太阳 ...
还有彗星给地球的补水呢
魔法少女凯申 发表于 2013-4-14 01:34
那样如果地球地质活动冷却的话,地球就变得像水星而不是金星了,向阳面滚烫,夜间零下一百多度。
又错了,地球的引力足够保住浓密的大气,水星引力太小,大气随时都会大量散逸,需要火山活动不断补充,一旦地质活动终止,大气就会在几百万年内完全散逸,但地球不会,哪怕没有补充,地球的大气几十亿年也散不掉
SSN19 发表于 2013-4-14 06:14
又错了,地球的引力足够保住浓密的大气,水星引力太小,大气随时都会大量散逸,需要火山活动不断补充,一 ...
  应该不是这个意思。

  星风会逐渐剥离大气层。而在星风面前保护大气需要依靠星球自身磁场。地球磁场被认为来自地核内熔融状态的铁的流动。
  地核的熔融状态标志着地球内部保持着足够的热能,这也是地质活动的能源。如果星球冷却,不仅是地质活动停止。也意味着地磁的丧失,就意味着星风对大气的侵蚀会在相对较短时间内完成。
  当然,个人觉得,在地球表面可以观察到的地质活动停止相当一段时间后地磁才会彻底消失——虽然地磁届时会非常弱。。

huor 发表于 2013-4-14 05:09
还有彗星给地球的补水呢


严格讲应该是陨冰补水,彗星一般不会与地球撞击,一旦彗核撞击地球那一般是灾难了。

陨冰补水(极小冰块,或可为彗星小碎片)。但是陨冰补水受到很大限制,小的陨冰,撞击地球概率很高,然而小陨冰在大气中烧完了,太小的陨冰在中高层大气就气动加热挥发殆尽,水蒸气首先就是以电离状态剥离出去的,氢逃逸会直接导致水的损失。所以太小的陨冰虽然撞击地球概率较高,但是几乎难以补水。

大的陨冰一次可以给地球带来较多的水,但是撞击概率很小。大陨冰撞击还会导致大气发生流体动力逃逸,损失水蒸气(这削弱了补充水的量)同时,流星(陨石、陨铁)的撞击都有大气流体动力逃逸,损失水蒸气的。

不大不小,正好适中的陨冰,概率一般,但是也有存水保留到低层大气,但一次量较少。

现在地球早已经过了太阳系形成初期的大撞击时代,经过严格的行星科学和天文地球物理学(天文学与地球物理学的交叉领域,即在开放的宇宙系统中研究地球)的计算,综合来看,现阶段地球的宇宙水补充和水损失都极其微小;随着太阳越来越热(太阳10亿年以后将会变亮10%,后面将继续变亮,直到发展为红巨星),水损失越来越大,地球将损失全部海洋,并越来越热。

关于这方面的情况,请看论文/科普文章《地球会变成第二个金星吗》http://www.cqvip.com/QK/61447X/200906/30494160.html
huor 发表于 2013-4-14 05:09
还有彗星给地球的补水呢


严格讲应该是陨冰补水,彗星一般不会与地球撞击,一旦彗核撞击地球那一般是灾难了。

陨冰补水(极小冰块,或可为彗星小碎片)。但是陨冰补水受到很大限制,小的陨冰,撞击地球概率很高,然而小陨冰在大气中烧完了,太小的陨冰在中高层大气就气动加热挥发殆尽,水蒸气首先就是以电离状态剥离出去的,氢逃逸会直接导致水的损失。所以太小的陨冰虽然撞击地球概率较高,但是几乎难以补水。

大的陨冰一次可以给地球带来较多的水,但是撞击概率很小。大陨冰撞击还会导致大气发生流体动力逃逸,损失水蒸气(这削弱了补充水的量)同时,流星(陨石、陨铁)的撞击都有大气流体动力逃逸,损失水蒸气的。

不大不小,正好适中的陨冰,概率一般,但是也有存水保留到低层大气,但一次量较少。

现在地球早已经过了太阳系形成初期的大撞击时代,经过严格的行星科学和天文地球物理学(天文学与地球物理学的交叉领域,即在开放的宇宙系统中研究地球)的计算,综合来看,现阶段地球的宇宙水补充和水损失都极其微小;随着太阳越来越热(太阳10亿年以后将会变亮10%,后面将继续变亮,直到发展为红巨星),水损失越来越大,地球将损失全部海洋,并越来越热。

关于这方面的情况,请看论文/科普文章《地球会变成第二个金星吗》http://www.cqvip.com/QK/61447X/200906/30494160.html
魔法少女凯申 发表于 2013-4-14 01:34
那样如果地球地质活动冷却的话,地球就变得像水星而不是金星了,向阳面滚烫,夜间零下一百多度。
大气不是那么容易被剥离的。

魔法少女凯申 发表于 2013-4-14 01:34
那样如果地球地质活动冷却的话,地球就变得像水星而不是金星了,向阳面滚烫,夜间零下一百多度。
大气不是那么容易被剥离的。

fpg 发表于 2013-4-14 09:16
  应该不是这个意思。

  星风会逐渐剥离大气层。而在星风面前保护大气需要依靠星球自身磁场。地球 ...
磁场也还会保留相当长的时间。地球地质活动能保留多长时间,一般认为地热冷却速度极慢,会持续比太阳变为红巨星的时间还要长得多,所以地球未来的命运,主要取决于太阳。

即使无磁场条件下,星风的剥离和各种气体逃逸效果如何,还与气体成分有关,一般分子量大的分子,难以逃逸。比如金星,并无全球磁场保护,但有着非常浓密的大气(以二氧化碳为主)。

就地球而言,辐射条件比金星弱,太阳变亮变热的时候,地表温度上升,氢逃逸很容易发生,也会带走氧与氮,但是二氧化碳难以逃逸,随着温度越来越高,地球上的石灰石不断地烘焙出二氧化碳,地球也将会步金星的后尘。。。

剥离地球大气,要在太阳体积开始大幅膨胀,即将变为红巨星的阶段才会发生,那时地表温度太高,辐射太逆天。。。饶是重气体也被剥离,至于那时的金星,其大气早已被剥离,金星估计早已融化了。。。

PS:红巨星阶段的“地质活动”已经无意义了,那时地壳已不存在,地表温度不低于3000摄氏度,整个一个岩浆海洋世界,甚至可能被太阳吞没,整个地球气化瓦解。
导弹武库核潜艇 发表于 2013-4-14 11:57
磁场也还会保留相当长的时间。地球地质活动能保留多长时间,一般认为地热冷却速度极慢,会持续比太阳变为 ...
原来如此,明白了。
魔法少女凯申 发表于 2013-4-14 14:44
原来如此,明白了。
别客气:handshake

导弹武库核潜艇 发表于 2013-4-14 11:57
磁场也还会保留相当长的时间。地球地质活动能保留多长时间,一般认为地热冷却速度极慢,会持续比太阳变为 ...


  关于地球之后命运的决定因素在于太阳倒是没有太多意见。但是我前面的意思主要是说磁场对于大气的保护作用。
  关于星核冷却,火星是一个好例子。其体积小,大概40亿年前就凉透了。随着星风剥离大气,曾经有液态水的表面变成今天这幅样子。
  另外:金星有磁场,只是很弱——这被认为是其自传速度慢导致的——但也可以观测到磁暴现象。

导弹武库核潜艇 发表于 2013-4-14 11:57
磁场也还会保留相当长的时间。地球地质活动能保留多长时间,一般认为地热冷却速度极慢,会持续比太阳变为 ...


  关于地球之后命运的决定因素在于太阳倒是没有太多意见。但是我前面的意思主要是说磁场对于大气的保护作用。
  关于星核冷却,火星是一个好例子。其体积小,大概40亿年前就凉透了。随着星风剥离大气,曾经有液态水的表面变成今天这幅样子。
  另外:金星有磁场,只是很弱——这被认为是其自传速度慢导致的——但也可以观测到磁暴现象。
看过一个记录片,说是太阳演化到后期,强烈的太阳风将土星的大气层给吹离了.不知道推演正确否?
如果正确的话,即使地球冷却的慢,可以保有磁场,也不可避免的被吹离大气层.