
地球的心脏正在变凉,而且比想象中凉得快。
2022年,苏黎世联邦理工学院的一支团队在实验室里,模拟出了地球最深处的极端环境。测出来的数据显示:地核往外散热的速度,可能比过去几十年的估算快了将近一倍。
消息一出,末日论满天飞。难道真有这么吓人吗?地核一凉,我们到底会怎样?
领头的科学家叫村上元彦,实验发在《地球与行星科学通讯》上。他们盯上的,是一种叫布里奇曼石的矿物,这东西是地幔底部的主力,紧贴着地核。
地核的热量想跑出来,得先穿过这层地幔,地幔导热快不快,直接决定地核凉得快不快,这道理就跟盖被子一样,被子越透气,人凉得越快。
过去学界一直以为这层被子挺闷,村上团队用金刚石压砧,把矿物压到几百万个大气压,再加热到几千度。测完发现,布里奇曼石的导热能力,比老估算高了大概一半。
这就意味着,地核的热量散得比谁都想的都利索,往回一推算,地核冷却的速度,直接翻了近一倍。一个实验,把学界四十年的老共识给撬动了,这也是为什么它一发表就成了话题中心。
但科学界从来不是只有一个声音,也有研究拿铁镍合金的模型算,得出完全相反的结论,说地核眼下散热其实是几十亿年来最慢的,磁场还能撑十亿年以上。
一边说快一倍,一边说最慢,听着打架,其实各说各的维度,一个讲的是材料导热性能,一个讲的是剩余热量总账,两边都没实测数据撑腰,全是推算出来的。
要搞懂地核凉了要命在哪,得先明白它平时干的活。地球不是一整块实心石头,它是分层的,跟鸡蛋差不多。最外面薄薄一层是地壳,我们踩的地方,往里是地幔,再往里就是地核。
地核还分两半,外核是液态的铁镍,滚烫的金属在里面流动,内核是固态的,温度五六千度,跟太阳表面一个量级。你可能觉得,这么热的东西离我们几千公里,跟我关系不大,但我们能活着,全靠它。
关键就在那团流动的液态外核。金属流动会产生电流,电流又生出磁场。地球等于自带一台发电机,把整颗星球罩在磁场里。
这个磁场看不见摸不着,但它是硬核保镖。太阳每时每刻都往外喷带电粒子,速度每秒好几百公里,这叫太阳风。磁场把太阳风一挡,粒子就顺着磁力线溜走了,碰不到我们。
要是没这层保护呢?看看隔壁火星就懂了。火星个头小,地核凉得早。磁场一没,太阳风长驱直入,一点点把大气层吹进了太空。水跟着蒸发跑光,现在就剩个红彤彤的死星球,连个细菌都难找。
科学家推测,火星三十亿年前也有海洋,有厚实的大气,说不定还孕育过生命。地核一凉,全盘皆输。火星这张脸,就是地球的前车之鉴。
有意思的是,地球能有这么强的磁场,还真是运气好。月球太小,内核早凉透了,没磁场。金星跟地球块头差不多,可它自转太慢,转一圈要两百多天,液态外核搅不起有效的对流,磁场也几乎为零。
就地球,个头不大不小,转得不快不慢,刚好凑出一台强劲的发电机。生命这才有了落脚的机会。
现在开个脑洞,假设地核真有一天彻底冷却,会是什么光景?
第一张倒下的多米诺骨牌,就是磁场。液态外核不流动了,发电机停转,磁场慢慢归零。
保镖一走,太阳风就开始拆家。带电粒子直接砸在大气层上,把气体分子一个个电离,再拖进太空。这活不是一天两天,可能得几百万年。但大气会越来越薄,最后薄到跟火星一个水平,火星大气的气压,只有地球的百分之零点六。
大气一没,麻烦接踵而至。气压低了,水的沸点跟着降,常温下海洋就开始冒泡蒸发。宇宙射线也没了遮挡,直接烤在地面上,辐射量能是现在的几百倍。生物的DNA被打得稀碎,别说得癌症,根本就活不下去。
地磁场闹脾气,不用等凉透。它历史上翻过好多次跟头,南北极互换,这叫地磁倒转。最近一次发生在七十八万年前。
倒转的时候,磁场会先变弱,强度能掉到平时的一两成,短暂时甚至几乎消失。那阵子宇宙射线会窜上来,个别脆弱的物种可能扛不住。好在倒转来去也就几千年,很快就恢复,对整体影响不算大。
现在地磁北极正一个劲往西伯利亚方向溜,每年跑好几十公里,比一百年前快多了。不少人慌,是不是要倒转了?就算真要倒,那也是几千年后的事。真倒了顶多是指南针犯迷糊,卫星受点干扰,人该干嘛干嘛。
磁场之外,还有第二张骨牌——板块运动。地核的热量是推动地幔翻滚对流的引擎。地核凉了,地幔不动了,板块也就不挪窝了。火山、地震跟着全部消失。
听着像好事?地震火山都没了,多太平。可这恰恰要命。
火山喷发,是往大气里补二氧化碳的主力,一年得喷出好几亿吨。二氧化碳看着是坏气体,但它是植物光合作用的口粮,也是保温的关键。没了火山,碳循环这条链子直接断掉。植物没饭吃,整条食物链从最底层开始崩。
地球历史上出过雪球地球,整颗星球冻成冰坨子。为啥后来又活过来了?就靠地核还热着,火山接着喷,喷了几百万年二氧化碳,温室效应上来,冰盖化开,生命卷土重来。可要是地核凉透了,火山也熄了,冰封就成了永久的,再没有解冻的那一天。
不过地球质量是火星的九倍,引力大得多,大气想被剥光得熬上几十亿年。不是明天一觉醒来就变火星,慢着呢。
不用慌了
铺垫了半天末日景象,但其实这事真轮不到我们操心。地核彻底凉透,至少得几十亿年。几十亿年,够人类演化成另一个物种好几轮了,也够文明搬到别的星球好几趟了,我们这辈子,谁都碰不上。
而且地核散热本就是必然的,它的热量就俩来源,一个是四十六亿年前地球攒起来的老本,叫原始热量。另一个是地核和地幔里放射性元素衰变放的热,铀、钍、钾这些,眼下贡献了地球内部热量的大头。
这两口热锅都在慢慢熄火,指数级往下掉。地核冷却不可逆,这没跑,只是快慢有争议罢了。有人出主意,那给地核加点热不就行了?理论上能,可算算需要的能量,得把全球所有核弹同时炸上几百万次,这还没算怎么把能量送下去的问题。
送下去才是真难关,地壳就有几十公里厚,当年苏联在科拉半岛打超深钻孔,玩命钻了十二公里多,就打不动了,地下温度太高,钻头都快化了。
十二公里,跟地球六千多公里的半径比,连皮都没扎破,想穿过地壳摸到地幔,现在的技术门都没有,更别提地核。所谓"地心世界""地底文明",也就科幻里过过瘾,几百万个大气压加几千度高温,铁都被压成固态,连原子都变了形,什么活物能待?
那研究地核冷却,是不是纯属自己吓自己?也不是,2022年那批导热数据,已经被拿去优化地幔对流模型,帮着更准地预测火山活动。找矿、防震、开发地热,都用得上。科学研究本就是摸清未知,不是为了制造恐慌。
真正该操心的,是眼前这些近在咫尺的威胁。全球气候变暖、小行星撞击、超级病毒,随便哪个,时间尺度都是几十年、几百年,比几十亿年后的地核紧迫太多,与其为几十亿年后的火球降温揪心,不如把碳中和搞好,把家门口的环境护住,这才是对未来最实在的负责。
宇宙里没什么是永恒的,恒星会熄灭,星系会相撞,连宇宙自己最后都要归于沉寂。地球这点老去的烦恼,真排不上号。我们能在这颗星球上诞生、看见这个世界,本身就是极小概率的幸运。看到地核降温的新闻,该吃吃该喝喝,天塌下来还早得很。那么你觉得几十亿年后,地球会变成什么样?
信源:
《Thermal conductivity of bridgmanite and the cooling rate of Earth's core》,发表于《Earth and Planetary Science Letters》(苏黎世联邦理工学院研究团队)
盛达优配提示:文章来自网络,不代表本站观点。