地球内部的温度有多高

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解析:

地球的内部是由不同的状态，不同物质的圈层所构成，由外向内分别是地壳，地幔，和地核。你知道地球内部的温度有多高吗？

地壳的厚度约为8到40千米。在地表以下不太深的地方，温度可按 y=35x+t，来计算。其中x（千米）是深度，t（0C）是地球表面的温度，y(0C)是所达到的温度。

地幔的厚度约为2900千米，温度约为900～22000C

地核分为外核和内核两部分，外核的厚度约为2300千米，温度约为2200～50000C，内核的厚度约为1300千米，温度约为50000C。然而奇怪的是，在地核的外核部分，物质处于一种熔融状态，但在地核的内核部分，物质反而成固态。

1、在地球形成的初期，由于地球物质的引力产生的地心压力，使地球的温度极高，使整个地球处于熔岩状态。随着热量的散发，地球外层形成地壳，但内部的温度仍然很高，而外壳形成为保温层。

2、地心内大量的放射性元素的衰变，会释放热量，从而使地球始终保持较高的温度。

3、由于地球的自转，地球的固体和液体内核在太阳和月球引力的作用下，产生不断的相对运动。运动摩擦产生大量热量，故地心温度高。

地核：

地核是地球的核心部分，位于地球的最内部。半径约有3470km，主要由铁、镍元素组成，高密度，地核物质的平均密度大约为每立方厘米107克。温度非常高，有4000~6800℃。地核的质量占整个地球质量的315%，体积占整个地球体积的162%。根据地震波的变化情况，发现地核也有外核、内核之别。内、外核的分界面，大约在5155千米处。因地震波的横波不能穿过外核，所以一般推测外核是由铁、镍、硅等物质构成的熔融态或近于液态的物质组成。液态外核会缓慢流动，故有人推测地球磁场的形成可能与它有关。由于横波在内核存在，所以内核是固态的。

地球内部地幔的半径约为2900公里,温度大约在1500～3000℃之间,压力为50万～150万个大气压,地核的半径约为3500公里,温度在5540℃左右,压力大约为350万个大气压

利用地壳浅部测温资料推测深部温度的方法，对于地壳以下就不适用了。因为地球内部热状况与地壳有明显不同，一是放射性元素集中于地壳表层，所测地温梯度远比深处高，二是地球内部除热传导外，温度越高辐射传热所引起的作用也越大，这就增加了深处物质的传热能力，地温梯度也相应降低。如以地壳浅部地温梯度2～3℃/100m直接推测到地心6371km处，温度将高达一二十万摄氏度，整个地球将被熔化，这与客观事实不符。

（一）地幔温度

地幔的温度我们可以通过如下的几种方法进行估计：

1）计算绝热自压温度作为地幔温度的下限。假设地幔没有放射线热源，只有由于自身压力作用使温度升高，这种纯由压力产生的温度，称为绝热自压温度，它应当是上地幔温度的下限。计算表明核幔边界处温度约为2250℃。而整个地幔平均自压绝热温度梯度为028℃/km。

2）计算地幔物质的熔点作为地幔温度上限。据计算，核幔边界处的熔点温度约为3000℃。

3）用电导率计算地幔温度：地幔物质的电导率很小，属于半导体性质，以离子导电为主，其电导率为

固体地球物理学：地震学、地电学与地热学

式中：E为激活能，随压力而变化；T为温度；k为波尔兹曼常数；σ0为与温度有关的一个数值。总的看来，σ随T的增大而加大。

4）由高温高压实验结果外推地幔物质熔点，以及由出露地表的地幔岩石性质推断地幔温度。

以上几种方法中，1）和2）借助于地震学的探测结果，3）借助于地电学的探测结果，4）借助于高温高压实验结果以及直接观测结果。显然，温度曲线反映了多方面的结果。

显而易见，地幔的温度分布曲线必须满足两个条件：它在熔点曲线以下，而在绝热自压曲线以上。总的看，地幔处于固态的岩石圈之下、液体的外核之上，是一个多相系统，既不是固体，也不是液体，而是具有黏性的处于对流状态下的“软”物质。

（二）地核温度

研究地核温度的方法主要有两种：计算绝热自压温度估计地核温度的下限和计算地核物质的熔点而估计地核温度的上限。通过以上两种方法估算所得地心处的下限温度和上限温度分别为4000℃和5400℃。

（三）地球内部的温度分布

实际地幔和内核的温度应该高于绝热自压温度而低于熔点温度，外核温度应高于绝热自压温度也高于或至少等于熔点温度。由于绝热自压和熔点温度的确定涉及许多未知问题，其本身的估算值就变化很大。所以由它们来限制和确定实际温度更是困难。近年来人们对地球内部实际温度的研究也做了很多努力，但至今只对上地幔情况了解得比较深入。表11-3是斯特西（Stacey，1977）根据热动力学原理，把地球内部的温度和状态方程以及地震波数据联系起来，并在PREM的地球内部参数基础上，所得地球内部的温度模型。

图11-3是近年来人们对地球内部温度的几种研究结果。由图中各曲线可以看到，目前人们对地球内部温度的认识还很粗浅，各种资料之间差别很大。

图11-3 地球内部温度的几种研究结果

表11-3 地球内部的热动力学参数

注：R为与地心距离；r格林爱森参数；T为温度；cp为常压下比热；α为体膨胀系数；K为热导率。

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