地核会失去热量吗?

Question

所有利用地球天然热能作为地热能的钻探和挖掘会影响地核，使其冷却吗?

如果是这样，它会导致冰河时代吗?如果不是，地核是如何保存热量的呢?

Answer 1

第一部分，请参阅近地天体的答案．无论我们做什么，地球都会失去热量，而我们对地热能的开采是微不足道的。维基百科引用了BP的数据:11.4吉瓦电力，28吉瓦供暖）.

回答你问题的第二部分:如果地核失去热量，这不会对气候产生重大的直接影响。估计内热产生通过戴维斯和戴维斯(2010)粗略地说47太瓦。表面积为5.1 × 10¹⁴米²，翻译过来就是大致0.1 W /米²．这可以与气候系统中的其他流动相比较，由特伦伯斯和法苏洛，2012：

-特伦伯斯，凯文·E.和约翰·t·法苏洛。“追踪地球能源:从El Niño到全球变暖。”地球物理调查33,no。3-4(2012): 413-426。连接

所以，从气候的角度来看，内热的产生并不重要。另请参阅这篇文章是关于怀疑论科学的．

然而，我们可能会失去我们的大气层将造成不便的后果。冰河时代是我们最不担心的。接下来的问题是:如果没有全球磁场，地球大气层能维持多久?这是一个不同的问题，我不确定我们是否真的知道答案。

Answer 2

这个问题是相关的，为什么地球内部这么热?

简而言之，无论我们做什么，核心都在流失热量。你看，热量从核心传输到表面，但是从能量的角度考虑热量是很重要的。由于地球内部的能量是有限的，我们实际上是在将能量从内到外转移。它的工作原理类似于汽车内部的内燃机。你正在把电位差(高温和低温)转换成机械能。在地球的情况下，这种机械能被表示为对流单元，驱动板块构造。最终，发动机耗尽了汽油，或者在地球的情况下，耗尽了能源，并将开始冷却。

当地核冷却下来，我不认为冰河时代是正确的想法。火星就是一个很好的例子，说明地球失去大部分热量后会发生什么。将不再有像火山活动这样的构造事件，地球将是一个冰冷的质量球。会有大量的冰，但最终宇宙辐射和太阳风将破坏大气层，没有地球磁场的保护，留下一个贫瘠的星球，表面基本上都是均匀的。因此，它肯定会导致冰河时代，但地球的最终命运是贫瘠的，只有固体的非对流地幔和地核。

编辑:

我想补充一点，这很大程度上只是猜测，我们真的不知道会发生什么。我只是假设地球会和火星有相似的命运。火星曾经有一个磁场保护它的大气层，但随着行星冷却，磁场消失了。火星历史上的磁场是一个有争议的研究领域。

正如gerrit指出的，金星有一个没有磁场的大气层，所以这显然是一个假设。也许有专家能解释这个问题如果没有全球磁场，地球大气层能维持多久?

Answer 3

把煎锅放在炉子上，使锅热。每隔半小时左右测量一次它的温度，了解它自然冷却的速度有多快。

然后重新开始实验。这一次，用一根针，触摸并把它的尖端放在煎锅上，这样它就像一个散热器。煎锅和针的相对尺寸将近似于“地球和当前地热能转移方法”。在接下来的半小时内测量温度。

如果你运行这两个实验几次并比较结果，你会发现几乎不可能发现任何差异。这些结果可以外推，以估计对地球的影响，一个合理的结论是，它不会产生有意义的差异。

原因很简单，与地球的大小相比，我们目前的地热努力(以及目前预计的未来努力)是如此的微不足道，以至于它的影响比我们可以测量的要小。

现在，这并不意味着未来技术的一些根本性变化不会改变事情。江南登录网址app下载但没有人能回答这些问题，只能断言，如果我们能把技术发展到足够大的程度，我们就能做出重大改变。江南登录网址app下载

Answer 4

所有利用地球天然热能作为地热能的钻探和挖掘是否会影响地核，使其降温?

是的。但差距有多大呢?我们来做个粗略的计算。我们只关心数量级。

假设我们有一个地球大小的均匀球体。就叫10吧²¹立方米。

假设这个球体是由密度是水的四倍的岩石组成的。水每立方米重1000公斤。

当然，地球不是均匀的;它由密度较小的岩石和密度较大的金属组成。我们在做一些粗略的计算。

假设我们星球的内部温度是均匀的，假设是5000开尔文。

当然，地球的温度并不是均匀的。同样，我们在这里做粗略的计算，只是为了了解所涉及的数量级。

假设岩石球没有产生新的热量。当然，地球内部也在产生新的热量，例如，来自地核的放射性元素。但让我们假设它不是。

假设这个岩石球的比热容是0.8焦耳每千克开尔文。比热容大致上告诉我们某种物质在特定温度下的能量是多少。把它乘出来。

（10²¹立方)x

(4000公斤/立方米

(5000开尔文)x

(0.8焦耳/千克*开尔文)=

1.6 x 10²⁸焦耳

我们只是在找一个数量级。这个岩石球大概有10个²⁸焦耳热能。

现在让我们假设我们提取了一些焦耳。人类从各种来源——核能、天然气等——消耗的能源总量约为10¹⁸焦耳/年。如果我们从这个热岩石球中获得100%的热量，每年将会冷却它总热量的100亿分之一。

这是在做最坏的假设;当然，我们无法从地热中获得所有的能量，我们获得的能量最终都会浪费在大气中，地球确实会自己产生热量，等等。地热能可以满足我们所有的电力需求数万亿多年来，不用担心冷却核心。

它是如何保持热量的?

和其他岩石球保持热量的方法一样。热，像所有形式的能量一样，会无限期地保留下来，直到有什么东西把它带走。我不清楚你到底在问什么问题。

Answer 5

．.．让它冷却下来?

这回答“为什么地核没有变成固体?”的回答似乎是否定的。

核心被铀-238、铀-235、钍-232和钾-40的放射性衰变加热，所有这些物质的半衰期都超过7亿年(钍的半衰期约为140亿年)。

地核的热并不仅仅是因为形成时留下的余热，地核中的热能通过放射性过程不断更新。

如果是这样，它会导致冰河时代吗?

来自地核的能量肯定已经通过地幔、地壳不断地消散，进入大气层，最终进入太空(否则地球就会升温)。

我们所能做的就是加速这些能量在地壳中的耗散，我们提取的任何能量都会到达地表。

正如其他人指出的那样，地热能只占我们大气层热量的一小部分，大部分来自太阳。

即使情况并非如此，我们要造成冰河期，也需要我们通过人工手段几乎完全控制地热的释放。我们必须在足够长的时间内从地球足够深的地方提取足够多的能量，这样地壳就不再有明显的自然热量分散了。然后我们就得停下来，用瓶子把手工抽取的热量装起来，这样热量就没有别的办法散发出去，只能自然地从地壳中上升。大气中的热量消散到太空的速度远远快于新热量通过地壳上升的速度。

我想，我们的干预过程达到了控制的程度，我们突然放弃控制，除了气候变化之外，都将产生重大影响:地震、火山爆发、扰乱大陆漂移……

如果不是，它是如何保持热量的?

我希望这一点已经很清楚了。

Answer 6

你必须从热的原因开始:放射性同位素分布在整个地球上，由于热辐射发生在地表，你走得越深，它就越热。放射性同位素的衰变速率是固定的，有些同位素的半衰期很长，所以这些热量会在地球的生命周期内释放出来。地球的热量不是(大部分?)来自于它形成时留下的动能或月球的潮汐挤压。由于规模的关系，我们所做的任何事情都不会对这种情况产生多大影响。

Answer 7

地球从地幔的放射性衰变中产生了20TW[1]的热能。这是地球产生的热量，所以它应该给我们一个大概的概念，即我们需要从地球转移多少热量才能对地球内部温度产生影响。概括一下地壳下的加热情况，现有的热量来自两个相等的来源:放射性衰变和地球创造的剩余热量。大量热量从太阳照射到地球，但又被辐射回来;它和内部温度没有任何关系。

[1]https://en.wikipedia.org/wiki/Earth%27s_internal_heat_budget

据我从维基页面所知:地球当前的热量:~50%辐射，~50%剩余内部热量预算:地热电力消耗+从地幔转移到地壳的47TW以及辐射产生的[1]- 20TW =核心冷却速率没有地热的核心冷却速率:0 + 47TW - 20TW = 27TW

2017年全球消耗了2.2万太瓦时。这意味着平均功耗为2.5TW。如果所有这些都是地热，我们将使地核的冷却速度增加约10%。

[２]https://yearbook.enerdata.net/electricity/electricity-domestic-consumption-data.html

基于此，每TW的地热能多快地冷却地球?好吧，我观察了地球上最丰富的元素的质量，发现加权平均热容约为1000 J/kg/℃。为了得到1 TW所造成的影响的大概概念，我将使用这个数字，平均内部温度为3000℃c我将考虑0℃到3000C之间的热窗。这两个点之间的地球热能差约为1.8x10^31 J。

在10年里，一个1TW的源产生3.2x10^20 j，为了对地球的平均内部温度产生1%的影响(我们的分析窗口为30摄氏度)，一个1TW的源必须全天候工作，直到太阳在50亿年内吞噬地球。

我觉得这太棒了!我想看看有多棒。

人类的电力需求似乎每十年左右就会翻一番，这一事实又如何呢?我制作了一个快速的电子表格，一个世纪一个世纪地模拟，看看随着时间的推移，我们的电力需求上升，需要多长时间才能对地球温度产生可测量的影响。

事实证明，如果我们今天将所有的发电都转化为地热发电，每十年将全球地热发电总量翻一番，我们将获得8400年的清洁能源，而地球核心的温度将下降1%!

不过，我们很快就得做出改变，因为如果我们继续这样下去，几个世纪后地球的热量就会完全耗尽。到那时，我们甚至可能拥有足够强大的技术来人为地加热地球。江南登录网址app下载