动力源问题

地学基本知识 

广东省705地质大队 胡岗山

 

7、动力源问题

目前一般认为原始地球是均质的固体,主要由硅、氧、铁、镁等的化学物组成,地球开始是冷的,由于下列原因逐渐变热:

1)小星体碰撞转换来的热能   这种热能可能是地球形成初期的主要形式,小天体的冲击、尘埃碎块的碰撞将大量的动能转换为热能。虽然一部分要散失到宇宙空间去,但仍有一部分保存下来使地球增温。

2)压缩导致温度升高   随着地球体积的缩小,内部压力不断增高,重力压缩的结果使地球温度升高。由于岩石的导热性差,大部分热能积累起来。

3)月亮与太阳等万有引力产生的能量

4)地球自传的减速及时快时慢不均匀转速变化产生的能量

5)放射性元素衰变生热   地球内部的UThK等放射性元素衰变时放出的热量,长期积累起来,造成地球升温。这种热能的积累远大于散热,所以它在地球内热演化中起重要作用。

其实我比较赞成第5种原因的说法,即放射性元素衰变生热是主要作用。我们仔细来分析一下放射性元素衰变生热的情况。我认为最重要的放射性元素是ThU,我们翻开元素周期表来看一看,元素周期表中90号是Th元素、92号是U元素,位于第7周期(最后一个周期)第Ⅲ族,ThU两个都是锕系(89~103号)中的放射性元素。

U元素在地壳中的数量,按地壳厚度20km计算,得到地壳的体积为102亿km3,按克拉克值3.5×10-4%计算得10000t/km3,即地壳有U 102万亿t。这只是20km地壳的U,地壳以下半径6350km地球所含的U是多少,因为没能进去取样,不好估算,这里就不计算了。有人算过,三克铀(3gU)相当于20吨煤的发热量,每天地壳中的U衰变放出的能量相当于

4亿t煤燃烧放出的热能。这里算的还是最优质的含碳量82%的烟煤。

102万亿tU÷(46亿年×365=60tU/

60×1百万×20t÷3=4亿t

被熔化的岩浆就会不停地主要从大洋中脊(中央海岭)溢出或者喷出,从而形成上述的海底扩张和大陆漂移,伴随而来的副产品就是火山与地震。

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