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地球的“死亡速度”出乎科学家意料

地球形成于大约45亿年前。从那以后,地核就在慢慢冷却。虽然地表和大气温度在亿万年中不停波动,但熔融的内部——我们星球跳动的心脏——一直在冷却。当地核完全冷却,地球就相当于死了。

地球中心铁核的旋转,如同对流发电机的巨大的磁场,科学家认为这是一种无形屏障,可以保护我们的世界并让生命存续。此外,地幔对流、构造活动和火山活动被认为有助于稳定全球温度和碳循环。

因为地球内部在变冷,并且会持续变冷,这意味着它最终将凝固,地质活动将停止;地球变成类似于火星水星的贫瘠岩块。

新的研究表明,这一过程会大大提前。

关键可能是地球外部铁镍核与其上方熔融流体下地幔之间边界的一种矿物。这种边界矿物被称为布里奇曼岩,它传导热量的速度将影响热量从地核渗入地幔的速度。

确定热传播的速度并不像在大气条件下测试布里奇曼岩热导率那么简单。热导率会根据压力和温度而变化。地核无疑是非常复杂的环境。

为了克服这一困难,由瑞士苏黎世联邦理工学院的行星科学家村上元彦领导的团队用脉冲激光照射了单晶布里奇曼石,同时将其温度提高到2440开尔文,将压力提高到80吉帕斯卡,接近我们所知道的下地幔环境——2630开尔文和127吉帕。

“这个测量系统让我们证明了布式岩的热导率比我们以为的高约1.5倍。”村上说。

反过来,这意味着从地核到地幔的热流比我们想象的要高效——因此,地球内部冷却的速度比我们想象的要快。

这个过程可能正在加速。当地核冷却时,布里奇曼岩会转变为被称为后钙钛矿的矿物,这种矿物的导热性更强,因此会增加从地核到地幔的热损失率。

“我们的结果可以让我们对地球动力学的演变有了新的认识。”

至于究竟快多少,那就不得而知了。实际上我们对地球内部的了解,非常之少。火星的冷却速度要快一些,因为它比地球小得多,但还有其它影响因子。

例如,放射性元素的衰变会产生热量,足以维持火山活动。这些元素是地幔中的主要热源之一,但它们的贡献尚不清楚。

“我们对这类事件的了解还不够,无法建立地质活动时间表。”

然而,在人类的时间尺度上,那无疑是非常漫长的历程。事实上,在此之前,地球很可能会因其他原因而变得无法居住。所以,目前还不必担心。

他们的论文已发表在《地球与行星科学快报》上。

责任编辑: 李韵  来源:煎蛋网 转载请注明作者、出处並保持完整。

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