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凉了!科学家:地球内部冷却超过预期,地球将提前“关机”!

2002年1月初,瑞士苏黎世理工大学的研究人发表最新研究观点:地球内部正在变冷!相关的研究成果发布在《地球与行星科学快报》上,他们在研究中发现地幔处的一种物质会加速将地核热量传递出去,而这将导致地核冷却,而且冷却速度要比科学家之前的预期快很多!本来在人们原本的概念中,减少温室气体排放防止地球升温才是当务之急,然而现在突然告诉我们地球正在冷却,要提前“凉”了,...

2002年1月初,瑞士苏黎世理工大学的研究人员发表最新研究观点:地球内部正在变冷!相关的研究成果发布在《地球与行星科学快报》上,他们在研究中发现地幔处的一种物质会加速将地核热量传递出去,而这将导致地核冷却,而且冷却速度要比科学家之前的预期快很多

在人们原本的概念中,减少温室气体排放防止地球升温才是当务之急,然而现在突然告诉我们地球正在冷却,要提前“凉”了,相信很多人都会莫名其妙,那科学家为什么会突然提出这样的观点呢?地球变凉又会带来什么后果呢?

现代的科学理论普遍认为,现在的太阳系诞生于46亿年前的一次超新星爆发。那次爆炸之后,由于宇宙引力的作用导致爆炸物质相互坍塌聚集,慢慢形成了以太阳为核心的太阳系,在这漫长的岁月中,大量小行星和陨石等相互碰撞,逐渐形成了太阳系八大行星,对地球而言,大量天体物质碰撞过程中产生的巨大能量,使得较重的铁元素和镍元素等逐渐汇聚到地心,最终形成了地核并储存了大量的能量,后来碰撞逐渐减少,地球自身又经历了漫长的演化。

地核分内核和外核,固态的内核温度大约在5500-6000摄氏度,几乎与太阳表层温度相近!如此高温下还能保持固体形态,主要是因为在超高压之下铁的熔点会变的很高,因此内核依然在五千多度的高温下保持着固态。包裹着内核的是熔融状态的外核,再往外依次是地幔和地壳。就目前来看,人类所有的活动都只涉及到地壳层。苏联在1970年进行过一次科学钻探,最深钻孔12263米,是目前人类到达地球最深的人造物,然而这最深的钻孔也未钻透地壳,因为据探测显示,整个地壳平均厚度约17千米,其中大陆地壳厚度较大,平均约39-41千米。

高温高压的地核、厚厚的地幔、外表坚硬的地壳以及如棉被一般包覆着地球的大气层,从各方面看都可谓是层层保护,那科学家为何又提出地球在不断冷却,甚至冷却速度还超出了科学家预期呢?

产生这一问题的主要原因在于,地核与地幔之间存在着一个由布氏岩(bridgmanite)构成的中间带,布氏岩是一种有着导热能力很强的物质。而ETH教授Motohiko Murakami和他的同事在2014年时,通过复杂的测量系统和最新开发的光学吸收测量系统进行测试,发现布氏岩的热传导率比以前猜测的数据高1.5倍,这表明从地心传入地幔的热流要比以前科学家预计的高1.5倍。随着研究深入,Murakami进一步指出,地核温度的流失将引起一连串的化学反应,首先就是地核地幔交界处的布氏岩将变成矿物后过氧化物,这类后过氧化物热传导率比布氏岩更高,一旦它占据主导地位,将会进一步加速地核热量流失。

而在2022年1月,Murakami教授最新的测量显示,地核产生的热量已经大大低于布氏岩向外传递的热量,这将导致地核温度越来越低,进而出现地球冷却的结果。

众所周知,地表的热量除了接受太阳的照射之外,有一部分也来自于地球自身的热量辐射。那现在地球比预期更快的内部降温,会不会引发地表降温或者其他灾难呢?以上研究人员表示,地球内部冷却而压力不变的情况下,越来越多的物质会从液态变成固态,而我们都知道地球内部的物质在液态时密度小体积大,当变成固态之后体积会变小,进而引发剧烈的板块运动,导致火山爆发、地震等自然灾害和多种极端气候现象。

而如果地核持续冷地球内部完全变成固态之后,将不会再有液态铁绕核运动,导致地球失去磁场保护,到时地球上将直面太阳风暴和各类宇宙射线的侵袭,这会对人体造成巨大的损伤;强紫外线导致植物光合作用减弱、农作物减产,人类将面临严重的食物危机;而随着时间变迁,人类赖以生存的大气层也将逐渐剥离,整个地球慢慢失去生机,变得像火星一样荒凉,不再适合人类生存。

不过,现在的我们还完全不必担心这些后果,因为现有的科学研究显示,地球中心温度自诞生以来下降了500度,对人类而言500度不可忍受,但对于内核温度而言还只是很小的一部分,而且这个时间跨度几十亿年。所以,在完全冷却之前,地球还有很长的寿命,也给人类留出了充分的应对时间。


参考资料

1.Motohiko Murakami教授,2014年,《nature》

2.Murakami M教授、Goncharov A教授,2022年1月,《Earth and Planetary Science Letters》


(作者:牛晓天)


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