Портал функционирует при финансовой поддержке Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций.

Почему Земля внутри горячая?

Кандидат физико-математических наук Алексей Понятов

Давно известно: недра Земли значительно горячее, чем её поверхность, подтверждение тому — горячие источники и лавовые извержения вулканов.

Давно известно: недра Земли значительно горячее, чем её поверхность, подтверждение тому — горячие источники и лавовые извержения вулканов. Но насколько горячее и почему? Какова температура в центре Земли? Сейчас геофизики знают, что магматические очаги, из которых изливается лава, имеющая максимальную температуру 1200—1250°С, находятся на глубине около 100 км. Значит, там температура примерно 1500°С. При более высоких температурах породы, слагающие земную мантию, были бы полностью расплавлены, что противоречило бы измеренной скорости прохождения через эту область поперечных сейсмических волн от землетрясений.

Новорождённая Земля, покрытая лавовым океаном. Сверху в результате аккреции падают планетезимали. Рисунок сгенерирован с помощью ideogram.ai.

Реально увеличение температуры с глубиной было измерено при бурении шахт, наибольшая глубина которых достигает 4000 м, а температура на дне — 66°С. Максимальной глубины 12 262 м достигла Кольская экспериментальная сверхглубокая скважина (СГ-3), которую пробурили в СССР в 1970—1991 годах. Там температура составила 220°С.

В центр Земли учёные заглянуть не могут, но тем не менее они сумели многое узнать о физических условиях в этой области. Измерив прохождение через неё сейсмических волн от землетрясений, геофизики выяснили, что ядро Земли, которое назвали внутренним, — твёрдое, а вокруг него располагается расплавленное жидкое внешнее ядро. Имеющиеся к настоящему времени сведения о Солнечной системе и формировании планет позволили сделать вывод о том, что ядро состоит в основном из железа (около 80%) и никеля (около 20%) и находится под чудовищным давлением — примерно в 3 300 000 атмосфер! (Одна атмосфера — это давление воздуха на поверхности Земли на уровне моря.) Исследовав в лаборатории, как ведут себя эти металлы при подобном давлении, геофизики вычислили температуру ядра. По разным оценкам, её максимальное значение может быть от 5000 до 6500°С, что сопоставимо и даже превосходит температуру на поверхности Солнца.

С чем же связан такой сильный разогрев земных недр? Может быть, это тепло сохранилось со времени рождения планеты? Нет, без постоянной подпитки со стороны каких-то источников энергии оно бы быстро закончилось. В 1862 году английский физик Уильям Томсон, будущий лорд Кельвин, оценил возраст Земли, предположив, что она родилась расплавленной и затем просто остывала. Он получил всего 98 миллионов лет, что очень сильно противоречит принятому сейчас возрасту — 4,5 млрд лет.

Возможно, Землю греет излучение Солнца? Действительно, наша планета получает от него огромное количество энергии. До её поверхности добирается примерно 173 000 тераватт (1 ТВт = 1012 Вт). Всего за один час Солнце даёт Земле больше энергии, чем всё человечество потребляет за год. Благодаря этому на Земле существует климат, делающий возможной жизнь, и происходит множество процессов в океане, атмосфере и биосфере. Однако в недра Земли эта энергия практически не попадает, поскольку теплопроводность пород земной коры плохая. В результате солнечное тепло проникает на глубину не более 30 м. Именно поэтому на Земле существуют огромные территории, покрытые вечной мерзлотой. Так что под поверхностью главенствующую роль играет внутренняя теплота...

 

Продолжение статьи читайте в номере журнала

Портал журнала «Наука и жизнь» использует файлы cookie и рекомендательные технологии. Продолжая пользоваться порталом, вы соглашаетесь с хранением и использованием порталом и партнёрскими сайтами файлов cookie и рекомендательных технологий на вашем устройстве. Подробнее

Товар добавлен в корзину

Оформить заказ

или продолжить покупки