地球核心溫度超6000℃，比太陽表面還燙，為何地球沒融化？

地球核心溫度高達(dá)6000攝氏度，和太陽表面差不多熱，這事兒聽起來就離譜。按常理，一顆燒得這么狠的星球，早該變成一團(tuán)巖漿球漂在宇宙里才對，可我們明明踩在堅(jiān)實(shí)的大地上。這中間，到底差了什么？

溫度一樣，為什么"燙"的感覺完全不同

先說一個(gè)容易被忽略的事實(shí)：溫度高，不等于熱量大。

這話聽著像繞口令，但它是理解這個(gè)問題的鑰匙。溫度描述的是微觀粒子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，而熱量是能量轉(zhuǎn)移的總量。

打個(gè)比方：你把手伸進(jìn)200度的烤箱里晃一秒，可能沒事；但你把手按進(jìn)100度的沸水里一秒，保證燙傷。為什么？因?yàn)樗拿芏缺瓤諝飧叩枚?，同樣溫度下，水能傳遞給你的熱量遠(yuǎn)超空氣。

地球核心和太陽表面的區(qū)別，恰好就在這里。

太陽表面雖然也是6000度左右，但它是一顆巨大的等離子體球。它的光球?qū)樱ň褪俏覀內(nèi)庋勰芸吹降哪菍?表面"）密度極低，大約只有地球海平面大氣密度的萬分之一。

換句話說，太陽表面雖然熱，但物質(zhì)極其稀薄，能量通過光和輻射向外狂奔，每秒鐘向宇宙空間拋灑3.8×102?焦耳的能量，相當(dāng)于每秒炸掉900億顆廣島原子彈。

而地球核心呢？它被4000多公里厚的巖石和金屬層層包裹，熱量根本跑不出來，只能一點(diǎn)一點(diǎn)往外滲。這就像一個(gè)穿著厚棉襖的暖寶寶——內(nèi)部再燙，外面摸著也就溫溫的。

1906年，英國地震學(xué)家理查德·奧爾德姆首次通過地震波分析確認(rèn)了地球液態(tài)外核的存在。后來科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，地核的熱量向外傳導(dǎo)的速度極慢，地幔的熱導(dǎo)率只有大約3-4瓦特每米每開爾文，這意味著核心的熱量需要數(shù)十億年才能顯著散失。我們腳下這顆星球，其實(shí)是一個(gè)"保溫杯"，外殼涼，內(nèi)芯滾燙，中間是一層極其低效的隔熱層。

所以第一個(gè)真相是：地球不是沒有熱量，而是熱量被"關(guān)"在里面了。

6000度的地核，為什么沒把地球燒穿

這就要說到另一個(gè)關(guān)鍵因素：壓力。

我們?nèi)粘Ｉ钪?，物質(zhì)的熔點(diǎn)是個(gè)"死數(shù)"，冰0度化，鐵1538度熔。但這只是在一個(gè)大氣壓下的規(guī)律。一旦壓力變了，游戲規(guī)則也跟著變。

地球核心的壓力有多大？大約360萬個(gè)大氣壓。這是什么概念？你站在海平面上，頭頂?shù)拇髿鈮捍蠹s是1公斤每平方厘米；而在地核，那個(gè)壓強(qiáng)相當(dāng)于每平方厘米壓著360萬公斤，差不多是3600輛小汽車摞在你指甲蓋上。

在這種恐怖的壓力下，物質(zhì)的行為會(huì)完全改變。鐵在常壓下1538度就化了，但在地核的壓強(qiáng)下，它的熔點(diǎn)被硬生生抬高到接近6000度以上。內(nèi)核雖然溫度極高，但壓力更高，原子被擠得死死的，根本沒有空間讓它們自由流動(dòng)，所以內(nèi)核反而是固態(tài)的。

這就出現(xiàn)了一個(gè)反直覺的現(xiàn)象：地球內(nèi)部最熱的地方，反而是固體；稍微涼一點(diǎn)的外核，反而是液態(tài)。

1936年，丹麥地震學(xué)家英厄·萊曼通過分析地震波的反射規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了地球固態(tài)內(nèi)核的存在。當(dāng)時(shí)科學(xué)界大為震驚，之前大家都以為，既然外核是液態(tài)鐵，那更熱的內(nèi)核肯定也是液態(tài)的。但萊曼的發(fā)現(xiàn)揭示了真相：在極端壓力面前，溫度只能"認(rèn)輸"。

用一個(gè)粗糙的類比：如果你用力攥住一塊正在融化的黃油，擠得夠緊的話，它也會(huì)被"壓"回固態(tài)。地核的邏輯類似，只不過壓力大了千萬倍。

所以第二個(gè)真相是：地球核心沒有融化，不是因?yàn)椴粔驘?，而是因?yàn)閴毫μ?，熱到那個(gè)溫度也化不了。

地球的"冷卻"速度，遠(yuǎn)比你想象得慢

你可能會(huì)問：既然地球內(nèi)部這么熱，那它總會(huì)慢慢涼下來吧？涼透了是不是就完蛋了？

確實(shí)在涼，但慢得離譜。

地球形成于大約45億年前，當(dāng)時(shí)的它是一顆巖漿翻涌的火球，全身都在發(fā)光發(fā)熱。經(jīng)過幾十億年的冷卻，表面才凝固成我們今天看到的巖石地殼。但內(nèi)部呢？根據(jù)地球物理學(xué)家的估算，地核每年大約冷卻0.00001度，也就是說，100萬年才降溫1度。

這種超慢的冷卻速度，來自幾個(gè)因素。

第一是剛才說的地幔隔熱效應(yīng)。地幔雖然是"固體"，但它在地質(zhì)時(shí)間尺度上會(huì)像極其粘稠的流體一樣緩慢對流，這種對流把深部的熱量往外搬運(yùn)，但速度極慢，幾厘米每年，跟指甲生長的速度差不多。

第二是地球內(nèi)部本身還在"產(chǎn)熱"。地球核心的熱量并不完全是46億年前形成時(shí)遺留下來的"原始熱"，大約一半的熱量來自放射性元素的衰變——主要是鈾-238、釷-232和鉀-40。這些元素藏在地殼和地幔中，持續(xù)不斷地釋放能量?？茖W(xué)家估算，地球內(nèi)部每年通過放射性衰變產(chǎn)生的熱量大約是2×1013瓦特，相當(dāng)于幾萬個(gè)大型核電站同時(shí)運(yùn)行。

2011年，日本KamLAND探測器首次通過測量"地球中微子"直接證實(shí)了放射性衰變對地?zé)岬呢暙I(xiàn)。這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，放射性元素貢獻(xiàn)了地球總熱流的大約一半，另一半才是原始熱量的殘余。

這意味著什么？意味地球不只是在"吃老本"，它內(nèi)部還有一個(gè)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的"加熱器"。雖然這個(gè)加熱器的功率在慢慢變?nèi)酰ǚ派湫栽乜偭吭跍p少），但以現(xiàn)在的速度，再過幾十億年，地核才會(huì)冷卻到無法維持液態(tài)外核的程度，屆時(shí)地球磁場會(huì)消失，地質(zhì)活動(dòng)會(huì)停止，這顆星球會(huì)變得像火星一樣沉寂。

但那是非常、非常遙遠(yuǎn)以后的事了。在那之前，太陽會(huì)先變成紅巨星把地球吞掉。

地球和太陽，根本不是一回事

說到底，地球內(nèi)部溫度"比太陽表面還高"這個(gè)說法，是一個(gè)真實(shí)但極具誤導(dǎo)性的對比。

太陽表面只是太陽最"涼"的地方。它的核心溫度高達(dá)1500萬度，是地球核心的2500倍，在那里，氫原子被擠壓成氦原子，釋放出支撐整顆恒星的核聚變能量。太陽是一臺(tái)核聚變反應(yīng)堆，每秒把6億噸氫變成氦，損失的質(zhì)量直接轉(zhuǎn)化成光和熱拋灑出去。

而地球？它只是一顆普通的巖石行星，內(nèi)部熱量來自形成時(shí)的撞擊余溫和放射性衰變，根本沒有持續(xù)的能量來源。地球的6000度，是45億年緩慢冷卻后的"余燼"；太陽的6000度，是一顆氫彈每秒爆炸的"表皮溫度"。

這就好比說：一杯剛沏的熱茶和一顆燃燒的火球，溫度可能都是90度，但你不會(huì)覺得它們是"一回事"。

所以地球沒有融化的原因，并不神秘，它的熱量被困在內(nèi)部出不來，壓力又高到連鐵都變成固體，冷卻速度慢到以億年計(jì)，再加上壓根沒有太陽那種持續(xù)燃燒的機(jī)制，所以它根本沒有"融化"的道理。

結(jié)語

我們生活在一顆外殼只有幾十公里厚的薄殼星球上，腳下是2900公里厚的翻滾巖漿和熔化的鐵。這層薄殼就像煮熟雞蛋的蛋殼一樣脆弱，而我們所有的城市、歷史、文明，都建在這層殼上。

說起來，真正讓人驚訝的，也許不是"地球?yàn)槭裁礇]融化"，而是我們竟然能在這樣一顆星球上，安安穩(wěn)穩(wěn)地活著。