產生地溫梯度的根本原因是什麼?

時間 2021-06-01 21:55:20

1樓:平海鷗鳴

我覺得這個也是乙個關於熱傳遞的問題。

我從地球動力學和地殼組成的角度提供一點補充,供參考哈

我只講幾點基本事實:

第一,現今的地球深部圈層結構物質組成具有不均一性。不多說了,看下圖吧

第二,雖然有地幔對流和板塊俯衝,但是地球內部遠遠沒有充分混合(比如存在很多虧損型地幔),而對流是熱量傳遞的重要方式,如圖:

第三,我們知道,由於在最大規模的物質迴圈過程中(比如:威爾遜旋迴、地幔對流、板塊俯衝)- 板塊往下俯衝產生對流運動也不容易啊,處處受阻(比如板塊發生榴輝巖化產生密度變化)。比如660km,就是乙個坎。

很多板塊下不去了。所以我們現今才能看到很多的滯留板塊。

對流不充分大致的結果就是,我們能夠看到地溫梯度和地球深部結構的分層性對應的很好。(比如,在溫度1280°的殼幔邊界處,溫度梯度的斜率突變),如下圖所示.

結論:從現今的地球動力學角度看,地球內部遠遠沒有充分混合。而且更重的是,我們的地球不是完全像流動性很大的白開水一樣。

在對流迴圈過程中處處受阻(比如板塊發生榴輝巖化產生密度變化等),更會大大減慢對流迴圈的速度,使得地球的圈層結構和低溫梯度得以長期保持。

The thirteenth edition of Essentials of Geology

2樓:

原因很簡單: 因為時間還不夠久。

如你所說,如果把地球看成是乙個剛烤熟土豆,那麼土豆經過一段時間冷卻下來,土豆的溫度會和外界一致。

至於為什麼還沒有完全冷卻下來,主要有兩個原因

地核散熱方式主要是熱傳導和熱對流,向外散熱的是很慢的,尤其熱傳導的時間尺度是以百萬年計算,據推測地核自地球誕生(46億年)以來溫度也就下降了250℃,而目前地核的溫度大約是5700K

另外地球內部含有很多放射性元素(U238, U35, Th232, and K40),這些放射性元素會在衰變過程中產生大量的熱量,這導致了冷卻速率變慢很多。開爾文(William Thomson, 即Lord Kelvin,絕對溫標提出者)對熱傳導做過很多研究。他曾經做過乙個信封背後的估算(Back-of-the-envelope calculation), 得到的結果是地球的年齡大約為2000萬年到4億年。

也就是說是如果不考慮放射性物質產熱,地球從誕生開始達到目前的地溫梯度只要2000萬年到4億年,而目前地球年齡已經達到46億年。

目前大陸地殼的地溫梯度大約為20~40℃/km,但是在地球早期地溫梯度肯定大於這個值,而隨著地質尺度時間推移地溫梯度會逐漸降低,根據計算要完全冷卻到0K,大約需要經過910億年。

Which, though shorter than the age of the planet, is still pretty long. But the inner core is also growing at a rate of about 0.5 mm/year (possible paywall) and has been doing so for about a billion years.

Though unreferenced, this Earth.StackExchange answer suggests that the core has cooled only 250 K since it was formed (a rate of 55 K/Gyr). At that rate, "...

it would take something like 91 billion years to cool to 0 K." So no, not in our lifetime for sure!

by Geoaggies

知乎使用者

Why has Earth's core not become solid?

3樓:李三水

之所以有溫梯度是因為有溫度差

有溫度差的前提是必然有溫度

溫度的終極原因是分子的不規則熱運動

所以在溫度在不同介質傳遞時,因為分子運動的衰減,導致溫度逐漸降低,當然若有其他增強分子運動的存在,溫度也會逐漸增加。

4樓:

首先,反對巴甫洛夫的回答。

關於地球不同底層深度溫度不一樣這一問題,它是乙個傳熱學問題。基本模型均勻球體中心恆熱源問題,有內熱源的球體導熱公式如下:

委屈這種情緒產生的根本原因是什麼?

劉亞萍 因為要生存,因為要公升職加薪,因為要維護關係,所以即便是受到了不應有的對待,也不敢理所應當地反擊來維護自己,因為害怕這種理所應當會讓對方認為是 態度不好 從而導致一系列的人生麻煩。說到底,因為恐懼。繪圖 Lost7 如果我能自然而然地反擊,甚至於讓對方落了下風,那麼我就不會感到難受,而且可能...

哲學上,矛盾產生的根本原因是什麼?

發展事物的發展 應該是比較貼近的說法 哲學上矛盾無處不在無時不在 只要事物發展進行就一直產生處處產生時時產生除非它停止沒有這個事物 鐵血丹心 作用力與反作用力構成對立統一的矛盾體。當這種矛盾達到一定的程度,導致一方承受不了的時候,就會發生運動來消除這種矛盾。人與外物之間,人與人之間也有這樣的對立統一...

男人出軌的根本原因是什麼?

情感導師 小北 由於很多想要男人悔改的女人都搞不清自己到底是怎麼想的,想要什麼,所以我們就先來分析一下男人出軌有哪些原因?第一,純粹的慾望,無法抵抗自己的衝動 實際上,男人的X欲不是單一的對X的渴望,還包括掠奪欲 佔有慾,這是刻在基因裡的。就像精神分析裡說的,男人長大後想擁有更多女人,實際上是小時候...