怎樣測量地球中心的溫度

General 更新 2024年12月28日

  自然科學是研究無機自然界和包括人的生物屬性在內的有機自然界的各門科學的總稱。

  認識的物件是整個自然界,即自然界物質的各種型別、狀態、屬性及運動形式。認識的任務在於揭示自然界發生的現象以及自然現象發生過程的實質,進而把握這些現象和過程的規律性,以便解讀它們,並預見新的現象和過程,為在社會實踐中合理而有目的地利用自然界的規律開闢各種可能的途徑。

  自然科學的根本目的在於發現自然現象背後的規律。

  自然科學認為超自然的、隨意的和自相矛盾的現象是不存在的。自然科學的最重要的兩個支柱是觀察和邏輯推理。

  由對自然的觀察和邏輯推理自然科學可以引匯出大自然中的規律。假如觀察的現象與規律的預言不同,那麼要麼是因為觀察中有錯誤,要麼是因為至此為止被認為是正確的規律是錯誤的,超自然因素是不存在的。順著傳統用法,自然科學可被理解為生物科學***涉及生物學程式***,並以區辨物理科學***涉及宇宙的物理及化學法則***及化學科學。

  地球深處的熱量有3個主要來源:***1***地球形成時生成的熱量;***2***地核物質下沉至地心時磨擦產生的熱量;***3***放射性元素衰變產生的熱量。地球熱量的釋放需要相當漫長的時間。這種釋放通過液態外核和固態地幔中的熱“對流”,以及邊界層***如地球表面的板塊***內速度較慢的熱“傳導”來實現。結果是地球原生熱量的大部分被保留了下來。

  總之,地球誕生之初產生了大量的能量,由於地球無法很快冷卻下來,便造成了地球內部持續的高溫。事實上,除地球板塊像毯子一樣起到保溫作用外,固態地幔中的熱對流也不能提供使熱量得到有效釋放的機制。不過,地球通過促使板塊構造運動***尤其是在大洋中脊處***的過程也確實釋放了一些能量。

  科學家主要藉助鐵在超高壓狀態下的熔化特性來估計地球深處的溫度。我們知道,地核是指位於地面以下2886公里至6371公里的部分,主要由鐵構成。地核分成液態外核和固態核心兩部分。如果我們能夠估測鐵在壓力極高的內、外核交界處***離地面5156公里***的熔化溫度,那麼在實驗室中得到的這一溫度應該接近於這一介面上的實際溫度。科學家在礦物物理學實驗室中利用鐳射器和高壓裝置創造出了儘可能接近實際的高壓和高溫。

  實驗結果顯示,鐵在上述狀態下的熔化溫度為4500K至7500K。據此,我們還可以推算出地幔底部***即外核頂部***的溫度,大約是3500K至5500K。

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