Căldura de suprafață a Pământului din interior – cum a rămas așa timp de miliarde de ani?

Cum a rămas nucleul Pământului la fel de fierbinte ca suprafața Soarelui timp de miliarde de ani?

Structura stratificată a Pământului, care include plăci în mișcare, este încălzită de resturile de la formarea planetei și dezintegrarea radioizotopilor. Geologii folosesc undele seismice pentru a studia aceste structuri și mișcări interne, care sunt esențiale pentru schimbările de mediu și pentru evoluția vieții pe Pământ. Căldura internă antrenează mișcările plăcilor, contribuind la fenomene precum cutremure, erupții vulcanice și crearea de noi pământuri și oceane, făcând Pământul locuibil.

Pământul nostru este alcătuit ca o ceapă – strat cu strat.

Începând de sus în jos, există cortexul, care include suprafața pe care mergi; apoi jos, mantaua, mai ales stâncă tare; apoi mai adânc, miezul exterior, din fier lichid; În fine, miezul interior, din fier solid, cu o rază de 70% din volumul Lunii. Cu cât te scufunzi mai adânc, cu atât devine mai fierbinte – părți ale miezului sunt la fel de fierbinți ca suprafața soarelui.

Această ilustrație arată cele patru secțiuni subterane.

Călătoria către Centrul Pământului

K Profesor de Științe Pământului și PlanetareStudiez interiorul lumii noastre. La fel cum un medic poate folosi o tehnică numită Sonografie Pentru a realiza imagini ale structurilor din interiorul corpului tău folosind ultrasunete, oamenii de știință folosesc o tehnică similară cu imaginea structurilor interne ale Pământului. Dar în loc de ultrasunete, oamenii de știință o folosesc unde seismice Unde sonore generate de cutremure.

Pe suprafața Pământului, vezi murdărie, nisip, iarbă și, desigur, trotuare. Vibrațiile seismice dezvăluie ce este mai jos: roci mari si mici. Toate acestea fac parte din crusta care poate coborî până la 20 de mile (30 de kilometri); Plutește deasupra unui strat numit manta.

Partea superioară a mantalei se mișcă de obicei cu crusta. Împreună, sunt chemați Litosferăcare are o grosime de aproximativ 60 de mile (100 km) în medie, deși ar putea fi mult mai gros în unele locații.

Litosfera este împărțită în mai multe Blocurile mari se numesc plăci. De exemplu, Placa Pacificului se află sub întregul Ocean Pacific, iar Placa Americii de Nord acoperă cea mai mare parte a Americii de Nord. Panourile sunt ca niște piese de puzzle care se potrivesc aproximativ împreună și acoperă suprafața Pământului.

Panourile nu sunt fixe. În schimb, se mișcă. Uneori este cea mai mică fracțiune de centimetri pe o perioadă de ani. Alteori, există mai multă mișcare și este mai bruscă. Acest tip de mișcare este cel care provoacă cutremure și erupții vulcanice.

În plus, mișcarea plăcilor este un factor critic, și poate necesar, care conduce evoluția vieții pe Pământ, deoarece plăcile în mișcare schimbă mediul și Forțând viața să se adapteze la noile condiții.

Vei fi uimit de toată viața care se întâmplă sub picioarele tale.

Caldura este aprinsa

Mișcarea plăcilor necesită o mantie încălzită. Într-adevăr, pe măsură ce intri mai adânc în pământ, temperatura crește.

În partea de jos a plăcilor, la o adâncime de aproximativ 60 de mile (100 de kilometri), temperatura este de aproximativ 2.400 de grade.[{” attribute=””>Fahrenheit (1,300 degrees Celsius).

By the time you get to the boundary between the mantle and the outer core, which is 1,800 miles (2,900 kilometers) down, the temperature is nearly 5,000 °F (2,700 °C).

Then, at the boundary between outer and inner cores, the temperature doubles, to nearly 10,800 °F (over 6,000 °C). That’s the part that’s as hot as the surface of the Sun. At that temperature, virtually everything – metals, diamonds, human beings – vaporizes into gas. But because the core is at such high pressure deep within the planet, the iron it’s made up of remains liquid or solid.

Fără tectonica plăcilor, oamenii probabil nu ar exista.

ciocnire în spațiul cosmic

De unde toată căldura asta?

Nu este de la soare. În timp ce ne încălzește pe noi și pe toate plantele și animalele de pe suprafața Pământului, lumina soarelui nu poate pătrunde la kilometri de interiorul planetei.

Mai degrabă, există două surse. Una este căldura moștenită de Pământ în timpul formării sale în urmă cu 4,5 miliarde de ani. Pământul este format din nebuloasa solară, un nor gigant de gaz, în mijlocul ciocnirilor nesfârșite și fuziunilor de bucăți de rocă și resturi. Se numesc planetezimale. Acest proces a durat zeci de milioane de ani.

În timpul acestor ciocniri a fost produsă o cantitate enormă de căldură, suficientă pentru a topi întregul Pământ. Deși o parte din această căldură a fost pierdută în spațiu, ceea ce a rămas din ea a fost prins în interiorul Pământului, unde o mare parte din ea rămâne astăzi.

O altă sursă de căldură: dezintegrarea izotopilor radioactivi, care sunt omniprezenti pe Pământ.

Pentru a înțelege acest lucru, mai întâi imaginați-vă un articol Ca o familie cu izotopi ca membri. toate[{” attribute=””>atom of a given element has the same number of protons, but different isotope cousins have varying numbers of neutrons.

Radioactive isotopes are not stable. They release a steady stream of energy that converts to heat. Potassium-40, thorium-232, uranium-235, and uranium-238 are four of the radioactive isotopes keeping Earth’s interior hot.

Some of those names may sound familiar to you. Uranium-235, for example, is used as a fuel in nuclear power plants. Earth is in no danger of running out of these sources of heat: Although most of the original uranium-235 and potassium-40 are gone, there’s enough thorium-232 and uranium-238 to last for billions more years.

Along with the hot core and mantle, these energy-releasing isotopes provide the heat to drive the motion of the plates.

No heat, no plate movement, no life

Even now, the moving plates keep changing the surface of the Earth, constantly making new lands and new oceans over millions and billions of years. The plates also affect the atmosphere over similarly lengthy time scales.

But without the Earth’s internal heat, the plates would not have been moving. The Earth would have cooled down. Our world would likely have been uninhabitable. You wouldn’t be here.

Think about that, the next time you feel the Earth under your feet.

Written by Shichun Huang, Associate Professor of Earth and Planetary Sciences, University of Tennessee.

Adapted from an article originally published in The Conversation.