我們站立在堅硬的地球表面，很難想象在地球的最深處，是一顆跟太陽表面一樣火熱的地心。

（地球內部結構）

科學家透過地震儀測量發現，在地球的最中央，是一顆直徑約2440公里的鐵鎳合金球，它的溫度高達5430攝氏度，與太陽表面的溫度相當。

這顆大鐵球中不只有鐵和鎳，它還有許多其它的元素，包括一些金、銀、鉑等貴重金屬和矽、氧、硫等一些比較輕的元素。

在地心的外層，是厚度達到2400公里的流動鐵水，它的溫度在2,730-4,230°C之間，其中主要也是鐵和鎳元素，也可能存在一些硫和氧。這一層流動的鋼鐵海洋非常重要，正是因為它的流動、地心與地殼轉動的角速度差，才形成地球強大的磁場，保護了地球上億萬生命不受宇宙輻射的傷害。

從外地核炙熱的鋼鐵海洋再往上，就是2900公里厚的地幔，地幔深處的溫度大約有4000°C，而在靠近地表的有些地方也有大約200°C左右。雖然我們看到火山噴發出來的岩漿是熔融的漿糊狀流體，但地質學家們認為炙熱的地幔卻幾乎是矽酸鹽固體，這是因為它的上方岩石巨大壓力可以防止構成地幔的岩石融化。

地幔看起來堅固，但在地心熱力的推動下，地幔的矽酸鹽固體還是會進行緩慢的蠕動，熱的部分被推到上方，冷卻的部分慢慢地回到下方再次被加熱，這就是地幔對流。

（地幔對流）

地幔對流推動上方的地殼發生位置改變，造成高山、峽谷、海溝、火山和地震。地幔對流也同時使地心的溫度逐年下降，不過由於地殼的保溫作用良好，地心的溫度下降的很慢。地質學家們預測，大約還需要再過45億年，地球核心的溫度才會冷卻下來，那時候地球就會失去磁場，變成一顆死亡行星。

科學家們認為，地球內部的熱量主要來自兩個方面：一是地球內部放射性元素衰變產生了大約80%的熱，二是地球在45億年前形成的初期，透過對原行星盤物質的吸積作用積累了大約20%的熱能。

（地球形成於太陽系的塵埃之中）

在地球形成的早期，它的內部堆積了大量的放射性元素，包括幾百萬年半衰期的放射性同位素（例如鋁-26和鐵-60），和長壽命放射性同位素（如鉀-40，釷-232，鈾-235和鈾-238等），放射性元素在衰變的過程中會持續產生大量能量，這些能量轉化為熱能在地球內部蓄積。由於地球比火星等小的岩石行星積累了更多的放射性金屬元素，導致地球內部的產生的熱量更持久。

（地球內部）

相較之下，水星和火星沒有持續的內部加熱可見表面效應，它們在地質上已經“死了”。

同樣的，在地球形成早期，由於大量宇宙塵埃在軌道上相互碰撞慢慢變成大石塊，大石塊再因萬有引力漸漸聚集在一起，當它們越聚越多越來越大時，其內部巨大的壓力和摩擦就會產生熱能，因為地球吸引了足夠多的岩石和塵埃，它變得很大，因為內部產生的熱能也很多，加上數億年放射性元素衰變產生的熱能，使得早期的地球成為一顆到處翻滾著沸騰岩漿的巨大行星。

（原始地球）

今天的地球雖然經過幾十億年的熱量散失，它的地殼已經冷卻，地幔漸漸變成了固體，這反過來也減緩了內部的對流，從而避免地心的快速降溫。

地球深處強大的熱能是一種清潔的能源，透過向地殼深處打井再注入水，可以將水加熱，再利用加熱的水蒸汽推動汽輪機發電。目前世界上已經有國家利用乾熱巖發電，它比現有的許多發電技術都更加節能和環保。

為何地球自誕生以來歷經幾十億年之後的今天，仍然是一顆內心熾熱表面溫暖的星球？究其原因：

第一、地球在形成初期是一個高溫氣體球，之後不斷向外輻射散熱，表面逐漸降溫發生液化和固化，由外到內逐漸形成結構及性質各異的同心圈層。科學家們把這些同心圈層劃分成三層，最外一層叫地殼，中間層叫地幔，中心部分叫地核，地核又分外核和核心。由於地殼形成後，對內部圈層起著保溫的作用，使地球散熱速度減慢，也就是說，現有的地核熱量有一部分是地球形成初期儲存下來的原始熱量。

第二、由於地核內部含有大量的放射性物質，這些放射性物質在衰變過程中釋放出大量的能量，這些能量以熱量的形式聚集在地核內部，形成地核熱量。

第三，由於組成地核的物質多為重金屬元素或同位素，在高溫高壓作用下，會發生各種化學反應，釋放出大量熱量，這些熱量使地核熱量獲得一定程度的補充。

第五、地球不斷吸收來自太陽的輻射能，使地核散熱速度減慢，一定程度上相當於為地核補充熱量。

地球結構主要分為三部分，最外層的地殼，平均厚度只有17公里；中間的地幔，厚度2900公里；內部的地核，半徑3400公里，溫度高達3000~6000℃。

地球核心溫度是很高的，主要由鐵和鎳組成，物質呈可塑性固態；地幔主要由岩漿組成，當某處的地殼裂開時，岩漿就會噴發而出形成火山噴發。

地球有45.5億年的歷史，宇宙空間的溫度低至-270℃，按理說地球經過這麼長時間的冷卻，核心溫度應該很低了才對。

在上世紀初，大科學家開爾文爵士，就把地球想象成一個熔融火球冷卻到現在的溫度，以此計算地球的年齡大約是2000萬~4億年。

後來放射性元素的發現，人們才意識到開爾文的計算方式，忽略了地球內部放射性元素衰變時釋放的能量。

在地球形成之初，太陽系原始星雲在引力作用下坍縮，在引力中心形成了太陽，一些殘餘物質形成了各大行星，地球就是在這樣情況下形成的，星雲塌縮的動能轉化為地球內能，所以地球剛形成時表面溫度是很高的，經過數億年的冷卻後，地球表面才誕生了生命。

在地球表面，背陽面地表熱量會向宇宙空間中散失；在向陽面，地球接收到的太陽輻射又能補充熱量，這也是地表平均溫度能保持在15℃的主要原因。

放射性元素主要指一些原子序數較大的重元素以及一些較輕元素的同位素，這些元素會不受外界環境影響而自發衰變，並且釋放出大量的能量。那些在地球形成之初就來到地球或者後續的重元素衰變形成的新的放射性元素，它們都會不斷衰變。衰變其實和原子彈的原理比較接近但又不完全一樣。我們都知道原子彈威力巨大，地球內部儲量巨大的放射性元素能夠釋放出多少能量可想而知？正是這些能量不斷加熱地球內部，維持地球內部的高溫環境。

此外，地球形成之初不斷受到來自宇宙空間的各種"襲擊"，隕石撞擊聚合形成地球的過程中，巨大的重力勢能中有一部分轉化成了熱能，使得整個地球的溫度都比較高。地球初步形成後，外表逐漸冷卻，但地殼是熱的不良導體，地球內部的熱量根本無法在短時間內釋放出來，甚至四十多億年過去了，地球內部仍然有地球形成之初遺留下來的熱量。這部分熱量也成了維持地球內部溫度的重要組成部分。

其實我們應該感謝地球內部的熱量。如果地球內部沒有這麼多熱量，就無法保持熔融狀態，地球就會逐漸冷卻，最後形成一個冰冷的岩石星球，而地磁場也將因為沒有熔融態內部而失去，太陽風暴因而可以長驅直入，並帶走地球大氣，地球將成為另一個火星。因此，地球內部的熱量實際上無形之中為地球建造了一個巨大的保護傘。

據估計，從地球內部傳到地表的熱流約為47萬億瓦。在熾熱的地球核心，溫度接近於太陽表面，達到了5500 ℃。那麼，地核的熱量來自於哪裡呢？

在大約45億年前，太陽形成之後不久，環繞太陽運動的塵埃和氣體雲不斷髮生碰撞，它們在引力的作用下越變越大，最終形成了地球。由於持續遭受微行星的撞擊，原始地球不斷被加熱，使其處於熔融的狀態。數十億年過去了，地球表面早已冷卻下來，但核心區域仍然具有很高的溫度。

另一方面，地球自身還會產生熱量。地球內部存在不少的放射性元素，比如鈾、釷，它們發生放射性衰變時將會產生熱量。如果沒有這種放射性衰變過程，地球上的火山和地震將會減少。

雖然地球現在一直在向外耗散熱量，但由於地球自身產生的熱量與損失熱量幾乎差不多，所以地球現在的冷卻速度非常緩慢，地球的溫度已經趨於穩定。

據估計，地球核心的溫度可達5500 ℃。由於巨大的壓力，地球核心是一個半徑為1220公里的鐵鎳固體球。雖然外地核的溫度較低（3700 ℃至5500 ℃），但由於壓力較低，所以同樣也是由鐵和鎳組成的外地核呈現為液態，厚度約為2200公里。由於這種特殊的結構，使得地球能夠產生一個巨大的磁場，從而保護了地球上的生命。

另外，儘管地球內部會產生不少的熱量，但與來自太陽的熱量相比是微不足道的。據估計，地球從太陽那裡接收到的熱量是地球自身產生熱量的3700倍。

地球核心發熱的原理是什麼？

熟悉地球結構的朋友肯定都知道，地球有一個接近太陽表面溫度的核心，從地表適合人類生存的溫度開始到地球深達數千公里的核心，溫度是逐漸上升的，當然隨著溫度的上升和壓力的升高，對地球會從地殼的岩石層到軟流層以及岩漿層等一系列的轉變，但更多的朋友是也很好奇，地球核心並沒有太陽一樣的發熱原理，那麼它的發熱能量來源是在哪裡呢？

上圖是地球內部圈層的詳細結構以及壓力與溫度引數，如果各位有興趣可以仔細研究下前蘇聯最深的那個科拉超深孔打到了哪個介面，是不是連最薄的地殼都還沒打穿？不過我們今天不討論那個到現在為止依然保持最深記錄的科拉超深孔！而是地核超高溫是哪裡來的！

一、放射性物質衰變所產生熱量

早期地球是含有比較高比例的放射性元素的，半衰期比較短的放射性元素比如鐵-60（幾百萬年），也有超長壽命的放射性元素，比如鈾-235（7億年），鈾-238（44.68億年）！而這個衰變過程是會釋放出大量熱量，但厚厚的底層將這些熱量徹底包裹在內，透過地表散失的非常有限，因此地核內部高溫有很大一部分是放射性元素產生的！

繼承於早期星雲的吸積，在地球逐漸坍縮過程中，壓力增高導致了地球核心溫度增高！在中學物理書中就有這個概念，氣體在體積不變情況下，溫度會隨著壓力增加而升高，兩者之間的關係可以用：

PV=nRT

這是地球行星形成初期清理其軌道所帶來的副產品！

三、液態核心的內外層轉動速度差所帶來的加熱

當然這是地球熱了之後自轉導致的馬後炮，當然在現代地球中也應將這部分考慮在內！

當然這產生了一個副產品，地球磁場，如果沒有液態金屬核心，如果沒有一個內外轉動差的各層流動地層圈，也許地球正在走向火星，或者已經跟火星並無二致！

以上幾個原因構成了地球內部熱量的主要來源，當然也是我們地球上所有的火山以及絕大部分地震的來源，但請不要認為這都是壞事，另外還有地熱這個清潔能源就是地球免費給予的，儘管地球會越來越冷，這跟人類利用這點熱量和地球冷卻速度的促進作用，似乎根本不足以掛齒，不過無論人類利用與否，在23億年後地心將冷卻到一個臨界點，就是磁場可能會大幅萎縮，再也無法保護大氣層，可能這不是一個好訊息，但欣慰的是還有23億年！

月球今天的樣子，可能就是我們地球將來的樣子了。地球內部的能量終將會有耗盡的時候。同樣的道理，太陽今天的樣子，也許就是我們地球過去的模樣？也許過去的地球也是一顆發熱發光的“火球”，只是漸漸冷卻下來，表面硬化了，但內部的熱量暫時沒有耗盡罷了。宇宙各星系中能量耗盡的“殭屍”星體應該是數不勝數，他們也將被一些能星巨大的星體所吸引並飛向他們，從而再次被“燃燒”，為新的星體增加能量。估計太陽系的九大行星最終都是會“奔向”太陽？成為太陽的能量來源之一。

①引力坍縮能 ，也許不太容易理解，但只要理解能量守恆即可理解地球的引力坍縮能來自哪裡，即一片星雲在坍縮成地球的過程中，其角動量是守恆的，但地球自轉並不足以全部消耗角動量，因此在坍縮過程中有很大一部分的角動量以引力坍縮能的方式在釋放出來，坍縮前的星雲質量越大，那麼最終導致的核心溫度也越高，表示天體的質量越大，核心的溫度也會更高，當然這將是未來恆星核心聚變的基礎。

②放射性衰變 地球核心的另一個重要來源是放射性衰變，可能有朋友對放射性衰變並不十分了解，但肯定我們知道嫦娥四號所攜帶的核電池！核電池也稱同位素電池，利用的是放射性材料衰變，利用溫差發電或者電離氣體或者直接收集帶電的高能粒子等獲得電能！但地球內部並不需要發電，但它產生了地球核心高溫的大部分熱量！