Hvorfor er det varmt inne i jordkloden?

Hvorfor er det varmt inne i jordkloden: Restvarme og radioaktivitet

hvorfor er det varmt inne i jordkloden knyttes direkte til kraftige prosesser som har foregått siden planetens begynnelse. Denne enorme energien i dypet påvirker hele jordklodens tilstand og temperaturbalanse over tid. Kunnskap om disse varmekildene forklarer hvorfor jorden forblir varm og ikke kjøles ned fullstendig.

Hvorfor er det varmt inne i jordkloden?

Varmen inne i jordkloden skyldes i hovedsak to kilder: restvarme fra da planeten ble dannet for 4,6 milliarder år siden, og pågående radioaktiv nedbrytning jordas indre av grunnstoffer i mantelen. Mens overflaten vår er kjølig nok til å støtte liv, fungerer jordskorpen som et isolerende teppe som holder på varmen i dypet. Men det er en detalj som mange overser, og som forklarer hvorfor jorda ikke har blitt kald for lenge siden - jeg skal forklare denne termos-effekten i avsnittet om jordskorpen lenger ned.

Tenk på jorda som en nystekt kake som ble tatt ut av ovnen for milliarder av år siden. Den ytre skorpen har stivnet, men inni er den fortsatt brennhet. hvor varm er jordas kjerne når omtrent 6000 grader Celsius, noe som er like varmt som overflaten på sola.^[1] Denne ekstreme energien driver alt fra vulkanutbrudd til dannelsen av fjellkjeder.

Radioaktiv nedbrytning: Den indre motoren

Den viktigste kilden til hva skaper varmen i jordas indre i dag, er radioaktiv nedbrytning av ustabile grunnstoffer som uran, torium og kalium-40. Når atomkjernene i disse stoffene brytes ned, frigjøres energi i form av varme. Denne prosessen foregår kontinuerlig i hele mantelen og kjernen, og fungerer som en slags innebygd varmeovn.

Det er anslått at radioaktivitet står for en stor del av varmen som strømmer ut fra jordas indre.^[2] Uten denne prosessen ville jorda sannsynligvis ha blitt en geologisk død planet for lenge siden, slik som Mars ser ut til å ha blitt. Det fascinerende er at selv om vi snakker om radioaktivitet, er konsentrasjonen av disse stoffene i hver kilo stein veldig lav. Men siden jorda er så enorm, summerer denne energien seg opp til ufattelige mengder.

Restvarme fra jordas barndom

For 4,6 milliarder år siden ble jorda til gjennom utallige kollisjoner mellom asteroider og andre himmellegemer. Hver gang en kjempestein traff den voksende planeten, ble den kinetiske energien (bevegelsesenergi) omgjort til varme. Jorda var i starten en ball av smeltet stein og metall.

En betydelig del av denne opprinnelige energien er fortsatt fanget der inne. Fordi stein leder varme svært dårlig, tar det ekstremt lang tid før varmen når overflaten og stråler ut i verdensrommet. Vi snakker om en nedkjølingsprosess som har pågått i milliarder av år uten å bli ferdig. Jeg husker første gang jeg leste om hvorfor er det varmt inne i jordkloden på universitetet - jeg slet med å fatte at vi faktisk går på en tynn skorpe over en gigantisk ball av flytende ild. Det føles nesten uvirkelig.

Hvorfor kjøles ikke jorda ned raskere?

Her kommer den viktige faktoren jeg nevnte tidligere: jordskorpen fungerer som en termos. Jordskorpen, spesielt på kontinentene, består av silikatbergarter som leder varme veldig dårlig. Dette kalles lav termisk konduktivitet. Mens verdensrommet utenfor holder nesten minus 270 grader, lekker varmen fra jordas indre ut i et sneglefart-tempo.

I tillegg bidrar trykket. Jo dypere du kommer, jo mer stein ligger over deg og presser nedover. Dette enorme trykket bidrar til å holde jordens kjerne temperatur høye gjennom adiabatisk kompresjon, selv om trykket alene ikke er en varmekilde i seg selv. Men kombinasjonen av isolasjon, trykk og konstant radioaktiv produksjon gjør at jorda holder seg varm.

Når jeg ser på geologiske modeller, slår det meg ofte hvor skjør denne balansen er. Hvis jorda var litt mindre, som Mars, ville den mistet varmen mye raskere. Hvis den var større, ville den kanskje vært for aktiv til at liv kunne oppstå. Vi lever i en geologisk gullhår-sone.

Hvor kommer varmen fra egentlig?

Radioaktiv nedbrytning (Hovedkilden)

- Anslått til 50-90% av dagens varmestrøm

- Vil fortsette i milliarder av år til

- Uran-238, Thorium-232 og Kalium-40

Primordial varme (Restvarme)

- Anslått til 10-50% av gjenværende varme

- Minker gradvis etter hvert som planeten kjøles

- Kollisjoner og tyngdekraft under jordas dannelse

Lærdommen fra dypet: Kolaboringen

På 1970-tallet forsøkte forskere i Sovjetunionen å bore så dypt som mulig inn i jordskorpen for å se hva som skjedde. Prosjektet i Kola ble hyllet som en vitenskapelig bragd, men teamet støtte raskt på uventet motstand fra selve planeten.

De forventet at temperaturen på 12 kilometers dyp ville være rundt 100 grader Celsius. I stedet oppdaget de at det var hele 180 grader - mye varmere enn de mest pessimistiske modellene hadde forutsatt.

Forskerne innså at bergarten på dette dypet ikke oppførte seg som solid stein lenger, men mer som plastikk på grunn av den ekstreme varmen. Borene deres smeltet og ble ødelagt gang på gang.

Prosjektet måtte stanses i 1992 fordi det var umulig å bore dypere med daværende teknologi. Dette lærte oss at jordas varme øker raskere enn vi trodde, og at vi kun har skrapt i overflaten av en glødende kjempe.