這個關於地球內部秘密的問題讓我來回答一下。

如下圖所示，就是地球內部的結構圖，其中地球的核心就如圖中所示的那樣，是一個巨大的“火球”，溫度極高（根據估計，溫度可達6000攝氏度，與太陽表面溫度相同），那麼地球為什麼核心溫度會這麼高呢？

簡單說，地球剛剛誕生的時候太陽系內一片混亂，地球是在不斷的星際物質撞擊之下才逐漸形成的【如下圖所示】。

所以原始地球其實是一個巨大的熔岩星球【如下圖所示】，溫度極高，而且還不斷有小行星與地球撞擊，給地球“加溫”。比如說科學家研究發現，在45億年一顆跟火星差不多大的小行星撞擊地球，不僅把地球的地軸撞歪了，而且還形成了現在的月球，可見當時的地球是多麼多災多難。

而伴隨著時間的推移，地球逐漸冷卻，但是因為地球的外層都是岩石，是良好的絕熱體，所以在長久的過程中，地表溫度雖然降低了，但是核心的溫度卻始終很高。這就好比一個燙山芋外面裹了一層厚棉被一樣，保溫效果極好，地球內部的熱量遲遲散發不出去。

同時，在地球的地幔和部分地殼中，還有大量的放射性元素，包括鈾238、釷232、鉀40等等，這些放射性元素會逐漸衰變，產生大量的熱量——這些熱量無疑起到了一種輔助保溫的作用。

這道題目裡還問，為什麼熱量不向上傳遞？其實地核的熱量一直在向外傳遞，但是因為中間隔的岩石實在是太厚了，所以熱量傳遞的很少、很緩慢。如下圖所示，熱量在從高溫向低溫傳遞的時候，中間物體的導熱性對熱量的傳遞速度影響極大。

而且熱量的傳導是有梯度的，溫度從高溫到低溫部位是逐步變化的，所以如果我們把物體的溫度圖畫出來，應該是從內向外，溫度逐漸降低。

實際上地下水不是冰涼的，只是地下水相對夏天最熱時候的溫度比較低——正常人都有一個體驗，那就是井水冬暖夏涼，所以地下水的溫度是基本上比冬天最冷的時候溫度高一些的。

這是因為人們在地上的生活環境熱量主要來自於太陽的照射，所以夏天溫度高、冬天溫度低。而地下的溫度是逐步升高的，大概是每降低100米升高2、3攝氏度左右，所以地下100、200米的地方基本上不會受到地球內部溫度的影響，而且因為這部分的區域遠離太陽的照射，所以肯定是要比地上溫度最高的時候溫度低很多。

而有過在地下礦井工作經驗的人肯定知道，當地洞的深度達到數百米、甚至於一兩公里的時候，這個地方的溫度就會達到40、50度，甚至於更高了——這是因為在這個深度上地熱的影響逐漸佔到了主要的作用。

所以這麼解釋，你明白了嗎？

此外由於地球的結構組成，使得其保溫效能良好，外加剛才提到的元素衰變提供的能量，因此地球核心至今仍具有極高的溫度（地核溫度甚至能與太陽表面溫度媲美），但相比較而言，地表的溫度就顯得非常“清涼”了。

地核的半徑大約為3470公里（地球平均半徑為6371公里），主要組成成分為鐵元素、鎳元素等，其溫度在四千到六千多攝氏度，因此這也是為啥平常我們都說地球核心是一顆大鐵球的原因（地核也有內外分，核心可能是以固態形式存在，而外核則為液態）。

至於為何地下水是冷的，原因很簡單，因為你挖的還不夠深，地下溫度與深度的關係，大致是每深入100米，溫度提高2到3攝氏度左右。普通水井的深度也就數十米而已，打出的水自然不可能擁有高溫。

地球早在大約45億年前就已經形成，如此漫長的時間過去，地球的溫度並沒有降下來。在地球的內部，溫度仍然非常高。尤其是在地球核心，那裡的溫度堪比太陽表面，可達5500 ℃。那麼，地球內部的熱量是來自哪裡呢？為什麼地球沒有完全冷卻下來呢？

在45億年前，太陽剛剛從原始星雲中形成之後，強烈的太陽風吹散了太陽周圍的星雲，阻止它們繼續下落。殘留下的星雲繞著太陽旋轉，它們之間會互相碰撞，結合形成微行星。微行星之間又會相互碰撞，結合成更大的原行星。在碰撞的過程中，動能被轉換為熱能，所以原行星會變得越來越熱。

在地球的形成過程中，地球遭受了大量的碰撞，所以原始地球非常熱。原始地球的表面呈現為熔融的狀態，沒有像現在這樣擁有固態岩石表面和液態水。

在引力的作用下，含量較高的重元素鐵和鎳下沉到地心中，它們形成一個密度非常高的核心，這會導致熱量快速流失。但隨著溫度的下降，熔融的地幔逐漸固化，地心的熱量損失速率隨之逐漸降低。據估計，目前地心的熱量流約為10萬億瓦。

總得來說，從地球內部輻射到地球表面的熱流量約為45萬億瓦。地球內部維持熱量對於地球上的生命非常關鍵，因為只有地球內部擁有足夠的熱量，才能使外地核保持液態，內地核保持固態，這樣才能透過發電機原理來產生地球磁場。有了地球磁場的庇護，大氣層才不會被太陽風剝離，生命能夠免遭宇宙射線的侵害。

與地球相比，火星因為內部快速冷卻，磁場僅維持了幾億年就幾乎消失殆盡，這使得最初可能宜居的火星變得荒涼。如果未來想要改造火星，使其變成宜居的星球，需要想辦法給火星增加一個磁場，以抵禦太陽風的侵襲。

地球的地下為什麼幾億年來都是高溫，能量從哪裡來？地下水冰冷，熱量為什麼不向上傳導？在回答這個問題之前，我先來講一下在我小的時候村頭髮生的一件比較奇怪的事，記得那是讀小學三四年級的時候，村東頭有一家在稻場邊堆放了一百多捆還未脫粒的早稻在夜裡突然著火了，雖然發現的較早，但由於火源與水塘相距一百多米且挑水滅火效率極低，大部分糧食被燒焦。

儘管這家把糧食被燒一事報了案，最終也沒查出個所以然來而不了了之。不過，按照正常的情況每年的7月底收割早稻，且收割完之後堆放在稻場邊一陣子，立秋之後天氣穩定了就安排打場。後來有一種說法是這家的稻草堆放時間太久，中心熱量積累散熱較少溫度逐漸升高，最終導致草垛自然並釀成火災使糧食被毀。其實地球內部的高溫與草垛熱量積累相似。我們都知道太陽系記憶體在大量“天然”的重元素，而這些重元素被認為都是由恆星內部的核聚變以及超新星爆發等才能製造出來，因此推測太陽系的中心恆星太陽並非第一代恆星，進而可以推測出太陽系內的一切能量來自於原始星雲的上一代的恆星。

也就是說太陽系是由原始太陽星雲演變而來，而體積約為1.09萬億立方千米的地球大約形成於46億年前，自形成之初就自帶動能，內部溫度約為5500~6600，幾乎與太陽表面溫度相當，並且在萬有引力作用下既圍繞太陽公轉同時也在自轉。由於地球自打形成之時內部就具備了高溫的條件，而地球內部之所以高溫不退，這主要與地球自身的內部環境和外部環境有著密切的關係。

其一，在地心引力、地球自轉以及太陽和月球引力的等共同作用下，地球的固體和液體核心不斷的產生相對運動，這種摩擦生熱所產生的熱量抵消了一部分熱量散失；

其二，由於引力的存在，使得地球內部物質承受著巨大的壓力，而物質在高壓下產生高溫使物質熔融；

其三，地球的絕大部分能量來自於太陽輻射，在地球大氣的溫室作用下，使得地表的溫度始終維持在一個相對穩定的範圍；

地球的地下為什麼幾億年來都是高溫，能量從哪裡來？熱量為什麼不向上傳導？

地底下是熱的，這我們從中學地理課本中就有學到，當然教課書上也有說明地下為什麼那麼高溫，不過就是一筆帶過，咱來補充說明下這高溫到底是怎麼來的！

一、地球核心的高溫到底是怎麼來的？

核心的高溫來自兩個方面，當然毫無疑問都是來自形成地球的過程或者其中的元素！

1、引力坍縮能

這一點也許不太容易理解，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，比如：地球直徑為：1.27萬千米，核心溫度約為：6000℃

木星直徑為：14萬千米，核心溫度約為：36000℃

這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

歐南天文臺發現的原始恆星盤周圍的行星積盤，同心圓表示行星正在形成！

地球形成之初時正在清理來自軌道上的小行星！這是行星成長過程中的必經之路

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！

放射性元素的衰變佔了核心熱量的80%！可能這點會超出部分朋友的意料！

二、核心那麼熱，跟我們人類有關係嗎？

地球核心的高溫不會永遠存在，因為放射性元素都會有一個半衰期，過了這個時間能衰變的物質總量只剩下了一半，地球已經誕生45億年，即使是U238的半衰期接近45億年，那麼到現在也只剩下了一半，科學家預計地球核心約在23億年後逐漸冷卻，這將導致一個非常嚴重的後果！

地球的高溫是核心與外層之間的金屬保持液態的重要原因，而液態金屬的流動則與地球發電機效應密切相關，而發電機效應則是產生來以保護地球的磁場決定性的因素！

因為太陽的輻射以及日冕層活動會將大量的高能粒子拋灑向宇宙空間，作為距離太陽第三近的地球在面對太陽高能粒子衝擊時，首當其衝的就是地球的大氣層，當然現在有磁場保護，絕大部分的帶電高能粒子已經被隔離在磁場以外，因此才能免受大氣在過去漫長的時間中被無情剝離！但很明顯火星就沒有那麼好運，因為火星直徑才6800千米左右，並不能有效保證核心熱量散失，因此現在的火星只有一個1%地球大氣壓的主要含二氧化碳大氣層！

三、地球核心的熱量會傳到向地面嗎？

地表主要熱量來自太陽的慷慨給予，當然核心熱量也會朝著地表慢慢傳導，但這速度極慢，宏觀意義上甚至可以忽略不計！但各位所瞭解的井水大致恆溫也不是地熱的原因，而是地表的熱量難以傳導到數十米深的地下，因此保持了大致恆溫！但更深的地下，顯然就會存在岩石層的壓力導致的高溫因素！

地球冷卻的重要因素就是放射性元素衰變不足以支撐傳到所流失的溫度，因此溫度下滑是一個整體因素，當然還有數十億年，您會為此而睡不著覺嗎？

要知道為什麼地球內部是高溫的，需要先了解地球的形成和結構。1910年，前南斯拉夫地震學家莫霍洛維奇契意外地發現，地震波在傳到地下50公里處有折射現象發生。他認為，這個發生折射的地帶，就是地殼和地殼下面不同物質的分介面。1914年，德國地震學家古登堡發現，在地下2900公里深處，存在著另一個不同物質的分介面。後來，人們為了紀念他們，就將兩個面分別命名為“莫霍面”和“古登堡面”並根據這兩個面把地球分為地殼、地幔和地核三個圈層。

在地球的最外面，是一層10到100公里厚的薄而堅硬的地殼。在那下面，是一個2900公里厚的環形地幔。它是粘性的熔融岩石，但是流動非常緩慢。在地球的中心，也就是地核有兩部分組成的。它主要是由鐵元素組成，圍繞它的外核心是一個2300公里厚的液態金屬海洋。地球的自轉使這個金屬海洋流動和旋轉，也就是因次產生了磁場。

地球的大部分熱量都儲存在地幔中，有四個熱源使其保持高溫。首先是地球在形成行星時，空間的熱氣體和粒子云中凝聚所遺留下來的熱量。大約40億年前，當地球冷卻時，外部變硬並形成了一層外殼。但是這個熱源不是地球熱量的主要組成部分，它只佔總熱量的5%到10%。

其次是地球重力產生的熱，地球新形成時，密度不一致。在地球運動和重力作用下，密度大的區域擠壓，密度小的區域，這一過程的摩擦產生了相當大的熱量。

然後還有地球自身的熱，這種熱來自地核的膨脹，這種膨脹釋放的熱量聚集在地幔內。

最後說一下地球內部高達90%的熱量，它是由放射性同位素如40鉀、238鈾、235和232釷等在地幔中的衰變而產生的。當這些同位素釋放多餘的能量並向穩定方向移動時，它們會輻射熱量。這種輻射所產生的熱量幾乎與地球發出的總熱量相同。放射性不僅存在於地幔中，也存在於地殼岩石中。

在未來幾十億年內，地核和地幔會漸漸冷卻地球將變成一個像火星的行星。

地球的地下水冰冷，但是離這些熱源還是非常遠的。以地球最深處馬裡亞納海溝為例，水深達11000米，也只是在地幔的表層處。因此地核內的熱量不能透過這些地下水來傳導。

我有個空間平衡理論，是用來解釋引力產生原因的，如果能被證明是正確的，我是不是可以獲得諾貝爾物理學獎呢？

我的空間平衡理論是這樣來說明引力的：宇宙空間對存在的物質會有一個擠壓力，擠壓力與質量成正比，該擠壓力承圓球型，同時該物質對宇宙空間也同時存在一個排開力，排開力與擠壓力完全相等。

為何會有擠壓力和排開力呢？我們把宇宙空間比作一杯水，把地球比作一個放入水杯中鐵球，水面因為放入了鐵球而上升了，但是宇宙空間跟水不一樣它為了保持平衡，對地球施加了一個擠壓力。

因為擠壓力的存在大量物質聚集的空間被擠壓成了球形，同時空間由外向星球中心扭曲。

該理論正好同時符合牛頓和愛因斯坦對引力的結論。

那解釋了引力跟地球中心溫度高有啥關係呢？

空間平衡論的另一個論點就是：當空間被擠壓時，空間溫度會上升。我們可以想象地球中心的空間擠壓力是最大的，所以它的溫度非常的高。 舉個例子，兩把鐵刀相撞擊的時候，撞擊的位置會冒火花，這就是因為撞擊的一瞬間空間被極度擠壓導致空間溫度大幅上升融化了撞擊部分的鐵。

我說這個就是為了解釋地球的中心為何溫度那麼高。

當然我的空間平衡論非常複雜，但是大家應該都能看懂。除此以外空間平衡論還能解釋火焰，爆炸，核聚變，光波，聲波，引力波，生命的根源，能量是什麼等等

地球的內部是超高溫的，這一點我們在中學地理中就學過，凡爾納的《地心遊記》也為我們窺探地球內部景象提供了一個充滿奇幻色彩的素材。

地球核心的高溫來自兩個方面：

1、引力坍縮能

這一點也許不太容易理解，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，比如：地球直徑為：1.27萬千米，核心溫度約為：6000℃

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！

地球核心的高溫不會永遠存在，因為放射性元素都會有一個半衰期，過了這個時間能衰變的物質總量只剩下了一半，地球已經誕生45億年，即使是U238的半衰期接近45億年，那麼到現在也只剩下了一半，科學家預計地球核心約在23億年後逐漸冷卻，這將導致一個非常嚴重的後果！

地球的高溫是核心與外層之間的金屬保持液態的重要原因，而液態金屬的流動則與地球發電機效應密切相關，而發電機效應則是產生來以保護地球的磁場決定性的因素！

因為太陽的輻射以及日冕層活動會將大量的高能粒子拋灑向宇宙空間，作為距離太陽第三近的地球在面對太陽高能粒子衝擊時，首當其衝的就是地球的大氣層，當然現在有磁場保護，絕大部分的帶電高能粒子已經被隔離在磁場以外，因此才能免受大氣在過去漫長的時間中被無情剝離！但很明顯火星就沒有那麼好運，因為火星直徑才6800千米左右，並不能有效保證核心熱量散失，因此現在的火星只有一個1%地球大氣壓的主要含二氧化碳大氣層！

地表主要熱量來自太陽的慷慨給予，當然核心熱量也會朝著地表慢慢傳導，但這速度極慢，宏觀意義上甚至可以忽略不計！但各位所瞭解的井水大致恆溫也不是地熱的原因，而是地表的熱量難以傳導到數十米深的地下，因此保持了大致恆溫！但更深的地下，顯然就會存在岩石層的壓力導致的高溫因素！

地球冷卻的重要因素就是放射性元素衰變不足以支撐傳到所流失的溫度，因此溫度下滑是一個整體因素，當然還有數十億年。跟這個年限比起來，我們都只是滄海一粟。

地球地下產生的高溫，放射性衰變熱約佔80%，吸積殘餘熱約佔20%。地心溫度最高可達6000攝氏度，壓強高達360Gpa。產生地球內熱的同位素主要有鉀-40、鈾-238、鈾-235和釷-232。很多地球熱量是由放射性衰變產生的，地球內熱會在板塊構造中透過地幔的上升到中洋脊流失，也會透過岩石圈的熱傳導而流失，後者主要發生在海底。

科學家猜測地球歷史早期、在半衰期短的同位素未用盡前，地球比現在熱得多，在30億年前可能是現在的兩倍！當時沿著地球半徑的溫度梯度會更大，地幔對流和板塊構造的速率也會更快，會生成類似科馬提巖。地球表面平均均散熱功率密度為87 mW m−2，，而地球內部散熱總功率為4.42 × 1013 W。地核的部分熱量透過高溫熔岩向上傳導至地殼，這種熱對流也被稱為地幔熱柱。

圖、主要產生地熱的同位素一覽表

在地幔熱柱中，較熱的岩石從地幔底部上升至地幔頂部，這時岩石頂部會部分熔融，岩漿就會被噴出地表。其中夏威夷-帝王島鏈的火山活動被認為是地幔熱柱的重要證據。天體內部普遍存在於內熱，包括行星、衛星、棕矮星和恆星，主要是引力坍縮、核聚變、潮汐加熱、核心凝固（核心物質由液態凝固為固態時會釋放熱能）、放射性物質衰變產生的熱。而內熱和天體的質量也息息相關。而地球的內熱則來自放射性衰變。

地球是類地行星中質量最大的，所以有很多內熱。而恆星的內熱足以支撐氫成為氦的熱核反應，並能持續產生更重的元素。例如太陽的核心溫度能達到13600000K！

地球的初期應該還是氣態型行星，然後逐步收縮成液態型行星，然後開始“燃燒”，進一步冷卻和固化，就成了今天的這個樣子。將來能量耗盡之後就是像衛星月球及金星那樣的純固態型行星了。

現在我們的地球依然還是在“燃燒”，只是因為地表的燃燒已經基本結束了，但是地球內部的燃燒可能還要持續數十億年？直至成為現在月球的樣子……