地球有颗炽热的心

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  冯帆是一位酷爱登山的年轻人,但在一次登山中,由于自己的失误,导致多名队友失去生命,于是他放弃了登山,成为了一名海员。
  在一个夜晚,一艘巨大的飞船往冯帆所在的船只飞来,飞船巨大的引力将海水吸起,形成了9100米的“海水高山”。在引力的作用下,冯帆很快地登上了“山顶”,并进入了飞船,在这里,他遇到了一位地心人。
  通过地心人的讲述,冯帆得知,地心人来自另一颗行星的地心,那里是一个没有气体的世界,地心人的骨骼和肌肉全部由金属组成,血液则是电流和磁场。地心人创造了地心文明,并建立了规模庞大的地心城市。
  这是刘慈欣的科幻小说《山》中的情节,小说对行星地心文明进行了一番假想。那地球的地心是什么样子的呢?
  世界上距地心最远的地方
  大部分人会认为,距离地心最远的地方应该是世界最高峰的山顶,也就是珠穆朗玛峰峰顶。实际上,地球是一个南大、北小、中间鼓的不规则球体,如果从地心延伸到地表,赤道要比其他地方更厚。因此,世界上距地心最远的地方是位于赤道附近的钦博拉索山的顶峰,距地心约6384千米,比珠穆朗玛峰峰顶到地心的距离多了2千米。
  地球的构造
  地幔:地球内部体积最大、质量最大的一层,厚度约为2865千米,由于含有大量熔融物质,地幔看起来像是“一锅粥”。
  地壳:由岩石组成的固体外壳,主要成分是氧、硅、铝、镁等,平均厚度约为17千米,仅为地球半径的0.26%。
  内地核:半径约为1221千米,温度约为6100℃~6800℃,固态,主要由铁和镍组成,因此又叫铁镍核。
  外地核:厚度约为2100千米,温度4500℃~6100℃,近乎液态,主要由铁和镍组成,还会缓慢流动。
  衰变
  不同元素的原子具有不同的质量,有一些元素的原子质量较大,不太稳定,它们会自发地改变原子核结构,变成其他稳定的元素,并向外释放能量,如氡和铀会变成稳定的铅。这种现象叫衰变,这些元素叫放射性元素。
  地心的热量来自哪?
  就跟太阳系所有行星一样,地球的形成过程十分激烈。地球形成初期会释放出惊人的能量,地核的一部分热量来自于此:地球被创造出来时,不断遭到天体撞击,撞击产生热量,热量在中心聚集使得地核越来越热。另外,地心内有放射性元素,它们在衰变的过程中会向外释放能量,加热地心。地核到现在依然如此“炽热”,元素的衰变功不可没。
  地心如何产生地磁?
  读到现在,我们知道,地核的温度很高,地幔的温度比它低。因此,就像把装满热水的小杯子放进装满冷水的大杯子中,热水中的热能不断传递到冷水中,使冷水变成温水一样,地核的热能也会发生流动,传递给地幔。
  在这种热能传递的过程中,外地核的液态金属受到热能推力发生流动,再加上地球自转的同时地核也在旋转,导致外地核的液态金属围绕着内地核做涡旋运动。涡旋运动是一种定向运动,导致金属中的电子也发生定向运动,因此产生电流,电流产生了地球磁场。这是关于地球磁场如何产生的最具代表性的一种假说,目前为止,关于地磁究竟如何产生,人类仍在探究中。
  地磁主导了世界上很多的壮观景象,如极光,海龟、鲸、候鸟等动物的迁徙。
  如果地心冷却,地球将会如何?
  自地核形成以来,它在产生热量的同时,也在流失热量,这意味着地心可能在慢慢冷却。如果地心完全冷却,地球会变成什么样?
  1地球变得越来越冷
  地核冷却后,将不再加热岩石、水、气体和其他物质,环境将变得越来越冷,地球可能会被大量冰层覆盖。
  2没有火山、地震和板块漂移
  来自地核的热量使得地幔和地壳发生移动,这种移动使得板块互相摩擦,从而产生地震。如果地核冷却,地幔和地壳的移动将停止,地震也会消失;火山喷发的炽热熔岩的热量来自地心,地心冷却后,火山也不再喷发岩浆,变成死火山。
  3地磁消失
  前文提到,地磁的形成跟地核热量的传递有着直接关系。如果地核冷却,没有热量传递到地幔,液态的外地核也就停止流动,不再产生电流,进而导致地磁消失。地磁消失会让动物迁徙乱套、指南针失效,太阳风会剥离大气层,穿透地球上的生物,导致生物大批死亡。
  4地球将失去生命
  最后,遭太阳风肆虐的地球没了大气层,也没了磁场,生命将消亡。
  不会熔化的内地核
  铁的熔点是1535℃,镍的熔点是1453℃,而内地核的温度达到了6000℃,这可比得上太阳表面的温度了!在这样的温度下,内地核的金属竟然是固态的,这是为什么呢?
  其实,地核除了高温之外,还伴随着高压,这里的压强约是地表的350万倍!金属的熔点不仅会受到温度的影响,还会受到压强的影响,压强越高,熔点也会越高。因此,科学家认为,在内地核的极端压力下,鐵镍合金的熔点会大幅度升高,高过了内地核温度,所以内地核的金属呈固态。而外地核的压力相对较低,金属的熔点也低,所以外地核的金属保持液态。
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